JP2769897B2 - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体素子製造等に用いられる露光装置に
関し、詳しくは投影レンズ搭載台を床から支持し、基板
を載置するステージの取付け台を投影レンズ搭載台より
吊り下げる構造を有する露光装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、半導体素子製造に用いられる露光装置として、
いわゆるステッパと呼ばれる装置が知られている。この
ステッパは、基板、例えば半導体ウエハを投影レンズ下
でステップ移動させながら、原板、例えばレチクル(ま
たはマスク)上に形成されているパターン像を投影レン
ズで縮小し、1枚のウエハ上の複数箇所に順次露光して
行くものである。
ステッパは、解像度および重ね合せ精度の性能面から
これからのアライナ(露光装置)の主流と見られてい
る。
第3図は、従来のアライナにおける構造体およびXYス
テージの搭載例を示す。
同図において、1はレチクルパターンを照明する照明
部、2は転写すべきパターンを有するレチクル、3はレ
チクルパターンをウエハ上に投影する投影レンズ、4は
投影レンズ3を支持する鏡筒支持定盤、16aは投影レン
ズ3の焦点とウエハ間の距離を計測するフォーカス検出
部の発光部、16bは同じくフォーカス検出部の受光部、
6はステージの位置を制御するための干渉計、9はトッ
プステージ、10はXステージ、11はYステージ、17はX
ステージ駆動用DCモータ、18はYステージ駆動用DCモー
タ、61は投影レンズ3やXYステージ10、11などの全体を
搭載する支持定盤、62はフレーム、63はサーボマウント
である。
このような構成のアライナで処理される半導体ウエハ
については、半導体素子の大面積化およびコスト低減を
図るために、大口径・大サイズの半導体ウエハを用いる
傾向にある。現在、ウエハサイズはφ6′(φ150mm)
が主流であるが、1990年以降にはφ8′(φ200mm)が
主流となるものと見込まれる。
一方、半導体素子(特にDRAM)は4M(メガ)ビット時
代から16M(メガ)ビット時代へと高集積化が進み、線
巾も微細化している。したがって、より高精度の位置合
せ、高精度のXYステージ、高スループット等が切望され
ている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来のφ3′〜φ6′用露光装置を単
にφ8′用にサイズアップしXYステージを第3図の支持
定盤61に直接固定する従来のステッパの構造によれば以
下のような問題点が生じる。
a)XYステージ9、10、11のストロークアップのため、
ステージの精度としてストロークアップ前のものと同じ
精度またはそれ以上の精度を保証するためには、ガイド
剛性を上げる必要がある。また、前記した高精度ステー
ジの要求を満たすために、ステージ重量は単にストロー
クアップによる重量増加分よりさらに増大せざるを得な
い。そのため、ステージ移動の加速度による加振力の増
大と、投影レンズの重量の増加によるレンズ支持の構造
体の相対剛性ダウンによる振動問題が生じ、そのために
以下のような問題点が発生する。
構造体強化による装置の大型化およびコストアップが
生じる。
構造体制振まで露光およびアライメント動作を行なえ
ないため、生産性がダウンする。
b)一方、ステージの重量増は静的には移動荷重の増大
となり、XYステージのポジションにより装置の姿勢が変
化するという問題が生じる。そのため、以下のような問
題点が発生する。
アライメント精度が劣化する。
生産性のダウンを防止するため、装置姿勢を瞬時に一
定姿勢にする必要がある。そのために第3図の従来構成
においてサーボマウント能力を向上する必要があり、コ
ストアップにつながる。
重量増大した装置全体を一定姿勢にするため制御機構
が大型化・複雑化するとともに高精度な姿勢制御が困難
になる。
等の問題が発生する。
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑み、コンパク
トな構成で装置の振動防止を実現し、安価かつ高精度で
高スループットの露光装置を構成することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段及び作用] 前記目的を達成するため、本発明に係る露光装置の本
体構造体の構造は、XYステージ定盤を鏡筒定盤より吊り
下げ、本体マウントは鏡筒定盤を支持する構造を特徴と
する。
本構成により、第1にマウント位置を本体重心点付近
に配置でき、ステージ移動による本体振動に対する減衰
性能の向上が図られる。また床等外部からの振動に対す
る除振性能も向上する。さらに、本体振動における回転
中心が本体重心点付近に来ることから別置の露光用光源
(例:エキシマレーザ)にとって、その入射位置を本体
回転中心に配置しやすくなるため、露光光学系に有利と
なる。また、第二の作用効果としてステージ定盤と鏡筒
定盤の相対振動に関して、被振動物が鏡筒定盤からステ
ージ定盤に代わったことで重量が軽減し、2つの定盤連
結部材の動剛性が上がることによって相対振動の減衰性
能が向上する。
以上のことから、スループットを犠牲にすることなく
アライメント精度、焼き付け精度の向上が図られる。
[実施例] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の側面図(一部は透視
して表わしている)である。同図において、1はレチク
ルを照明する照明部、2は転写すべきパターンを有する
レチクル、3はレチクル上に形成されたパターンをウエ
ハ上に投影する投影レンズ、4は投影レンズを支持する
鏡筒定盤、5は鏡筒定盤4を支持するマウント、6はY
方向に移動可能なYステージ、7はX方向に移動可能な
Xステージ、8はXステージ7上に取り付けられたZ方
向、θ方向、αおよびβ方向に移動および回転する機能
を有するトップステージである。9は各ステージ6〜8
を支持するステージベース、10はステージベース9を支
持するステージ定盤である。なお、マウント5として
は、通常のエアーマウントまたはアクティブマウントを
用いることができる。11はXYステージの位置を検出する
レーザ干渉計、12はYステージ6を駆動するDCサーボモ
ータ、13はXステージ7を駆動するDCサーボモータであ
る。なお、ここでは、吊り下げ部材を鏡筒定盤と一体物
として、高剛性化を図っている。
次に動作を説明する。
本体の振動の中で最も減衰が悪いものは、一般的に
α、βの回転運動を主に、X、Y、Zの平行運動を含む
連成振動である(ロッキングと呼ばれている)。ステー
ジがステップ移動した場合、このロッキングが顕著に現
われる。例えば、ステージがXステップした場合の投影
レンズのX方向加速度を見ると、従来技術では、第2図
(a)の実線グラフのようになる。しかしながら、本発
明により本体重心点付近を支持することで、本体振動の
減衰性能は向上し、第2図(b)のようになる。
第4図は本発明の他の実施例を示す図で、1はレチク
ル2を照明する照明部、2は転写すべきパターンを有す
るレチクル、3はレチクル上に形成されたパターンをウ
エハ上に投影するための投影レンズ、4は投影レンズを
支持する鏡筒定盤、5は装置全体を支持するエアーマウ
ントまたはアクティブダンパー、6はY方向に移動可能
なYステージ、7はYステージ6に支持され、かつX方
向に移動可能なXステージ、8はXステージ7上に取り
付けられたZ方向、θ方向、αおよびβ方向に移動およ
び回転する機能を有するトップステージ、9は各ステー
ジ6〜8を支持するステージベース、10はマウント5に
より支持され、ステージベース9を支持するステージ定
盤、11はXYステージの位置を検出するレーザー干渉計、
12、13はYステージ6、Xステージ7を駆動するDCサー
ボモーターである。なおここでは鏡筒定盤4、ステージ
定盤10ともマウント5により支持される構造を有してい
る。
動作及び効果は前記実施例と同等であるが、第4図実
施例では第1図の実施例に比べ、XYステージ移動に伴な
う変荷重をステージ定盤10が受けるため、鏡筒定盤の投
影レンズ搭載面の変形を小さくできる。また、組立性の
向上を図ることができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、ステージ定盤
を鏡筒定盤から吊り下げ、鏡筒定盤をマウントするとい
う簡単な構造転換により、本体振動の減衰性能を向上さ
せることができる。また、構造上ステージ定盤と鏡筒定
盤の距離を短かくできるため、吊り下げ部材を鏡筒定盤
と一体化した場合、高剛性化が可能となり、焼付け精度
が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の全体構成図、 第2図(a)、(b)は各々従来構造および本発明構造
における振動減衰特性を示す変位応答図、 第3図は従来の露光装置の全体構成図、 第4図は本発明の他の実施例の全体構成図である。 1:照明部、2:レチクル、3:投影レンズ、4:鏡筒定盤、5:
マウント、6:Yステージ、7:Xステージ、8:トップステー
ジ、10:ステージ定盤。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】投影光学系を支持する鏡筒定盤と、露光す
    べき基板を搭載して移動するステージと、該ステージを
    支持するステージ定盤と、該鏡筒定盤を設置床上に支持
    するマウント手段とを備え、前記ステージ定盤を前記鏡
    筒定盤から吊り下げて支持するように構成したことを特
    徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】前記ステージ定盤の重量を前記鏡筒定盤で
    支え、該鏡筒定盤を介して前記ステージ定盤を間接的に
    前記マウント手段に支持させたことを特徴とする請求項
    1記載の露光装置。
  3. 【請求項3】前記ステージ定盤を前記鏡筒定盤とともに
    実質上直接前記マウント手段に支持させたことを特徴と
    する請求項1記載の露光装置。
  4. 【請求項4】前記マウント手段と前記鏡筒定盤との結合
    部が、前記ステージ定盤よりも高い位置にあることを特
    徴とする請求項1記載の露光装置。
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