JP3266515B2 - 露光装置、デバイス製造方法およびステージ装置 - Google Patents
露光装置、デバイス製造方法およびステージ装置Info
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Description
板上のレジストに露光して半導体デバイス等を製造する
ために用いられる露光装置、それを用い得るデバイス製
造方法、およびこれらに適用できるステージ装置に関す
る。
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
露光領域に原版の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、投影光学系に対し相対的にマスク等
の原版と基板とを移動させ、これら原版と基板をスリッ
ト状の露光光によって走査することにより原版のパター
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。
の露光が行えるように、前記ステップ移動と走査露光と
を繰り返すことにより、基板上の複数の領域に高精度で
微細なパターンの露光を行う、ステップ・アンド・スキ
ャン型の露光装置が提案されている。この露光装置で
は、スリットにより制限して投影光学系の比較的光軸に
近い部分のみを使用しているため、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。
うなステップ・アンド・スキャン型の露光装置等の高精
細な露光を目的とする露光装置においては、原板や基板
を走査方向へ移動する際の加速時の反力が装置に与える
わずかな振動や変形が、重ね露光(オーバーレイ)精度
や露光像の精度を劣化させる原因となる。また、かかる
振動や変形が収束するまで待ってから露光を行うので
は、スループットを低下させてしまうことになる。
方向へ移動する際の加速時の反力による露光性能への影
響をスループットを低下させることなく排除して、投影
光学系の性能を十分に引き出し、真に露光精度を向上さ
せることができる、露光装置、デバイス製造方法および
ステージ装置を提供することにある。
本発明のステージ装置は、固定部、可動部、および前記
固定部と可動部との間で推力を付与することにより前記
可動部を所定の移動方向へ移動させる駆動手段を備えた
ステージ装置であって、ダンパと接続し前記固定部を前
記移動方向については自由度をもたせて支持する第1の
支持手段と、前記固定部を前記移動方向について剛に、
他の方向に対しては柔に支持する一軸支持手段を有する
とともに前記第1支持手段とは振動が伝わらないように
分離した第2の支持手段とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記第1支持手段および第2支持手段間を連結
し、それらの間の位置ずれを防止するための板ばねを有
するのが好ましい。
ンジ、円筒ばねヒンジ等の弾性ヒンジを用いて構成した
もの、球面座リンクおよびそのリンク部分に予圧を付与
する予圧ばねを用いて構成したもの、前記移動方向に張
ったワイヤおよびそれを挟持する手段を用いて構成した
もの、前記移動方向の力を受けるエアーパッドとそれに
対して前記移動方向の予圧を付与する磁石とを用いて構
成したもの、前記移動方向の推力を前記固定部に付与す
る推力付与手段を介して前記固定部を支持するもの等を
使用することができる。
前記第2支持手段との相対速度を検出し、これが減少す
るように前記固定部に推力を付与するもの、前記固定部
の速度、位置、または加速度を検出し、これに基づい
て、前記固定部の絶対位置が一定となるように、前記固
定部に推力を付与するもの、前記固定部の位置を検出
し、この検出位置と前記固定部に付与される推力の予測
値とに基づいて、前記固定部の絶対位置が一定となるよ
うに前記固定部に推力を付与するもの等を用いることが
できる。
せるダンパ、電磁マスダンパ等の減衰手段を有するのが
好ましい。また、前記第2支持手段の質量は、前記可動
部の質量よりも大きいのが好ましい。
して前記可動部の位置を計測する位置計測手段を有す
る。
のパターンの一部を投影光学系を介して基板上に投影
し、前記投影光学系に対して前記原板と基板を移動させ
て共に走査することにより前記原版のパターンの所定の
露光領域を前記基板上に走査露光する走査露光手段と、
前記照明光学系における前記原版と共役な位置において
マスキングブレードを前記原版の移動に対応させて移動
させることにより前記原版における露光領域を適宜画定
するマスク手段とを備えた走査型露光装置において前記
原版の走査時の移動用に使用される場合は、前記第1支
持手段は前記投影光学系が取り付けられた鏡筒定盤と結
合しており、前記第2支持手段は前記マスク手段のマス
キングブレードを移動させる際の反力受けと結合してい
るのが好ましい。
タを使用することができ、その場合前記固定部は前記リ
ニアモータの固定子を有し、前記可動部は前記リニアモ
ータの可動子を有する。また、前記推力付与手段として
はリニアモータその他のアクチュエータを用いることが
できる。
部を投影光学系を介して基板上に投影し、前記投影光学
系に対して前記原板と基板を移動させて共に走査するこ
とにより前記原版のパターンの所定の露光領域を前記基
板上に走査露光する走査露光手段と、前記走査のために
前記原版を移動させる上述のステージ装置を備え、前記
ステージ装置の第1支持手段は前記投影光学系が取り付
けられた鏡筒定盤と結合していることを特徴とする。
支持する3本の支柱を有し、前記ステージ装置の第2支
持手段は、前記3本の支柱のそれぞれとそれらの下部に
おいて板ばねを介して水平方向に剛かつ上下方向に柔に
連結された底部と、この底部から上方に伸びた柱部と、
この柱部から前記走査の方向に伸び、前記ステージ装置
の固定部に連結した部分とを有し、この固定部に連結し
た部分が、前記ステージ装置の一軸支持手段を構成して
いる。この場合、前記3本の支柱をそれらの下部におい
て結合するベースフレームと、このベースフレームと前
記第2支持手段の底部との間に介在して前記底部に対し
下方向の弾性力を付与する弾性手段とを備えるのが好ま
しい。
支持する3本の支柱と、前記3本の支柱をそれらの下部
において結合するベースフレームとを有し、前記ステー
ジ装置の第2支持手段は、前記ベースフレームから上方
に伸びた柱部と、この柱部から前記走査の方向に伸び、
前記ステージ装置の固定部に連結した部分とを有し、こ
の固定部に連結した部分が、前記ステージ装置の一軸支
持手段を構成しているようにしてもよい。
ーンの一部を投影光学系を介して基板上に投影し、前記
投影光学系に対して前記原板と基板を移動させて共に走
査することにより前記原版のパターンの所定の露光領域
を前記基板上に走査露光するデバイス製造方法におい
て、走査露光を行うに際しては、請求項17〜20のい
ずれかに記載の露光装置を用い、前記原板を走査方向に
移動させるときに、前記露光装置のステージ装置の固定
部に生じる反力を、前記ステージ装置の第2支持手段に
よって受けることを特徴とする。
形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る露光
装置を側方から見た様子を模式的に示す図であり、図2
は、その露光装置の外観を示す斜視図である。これらの
図に示すように、この露光装置は、レチクルのパターン
の一部を投影光学系2を介してX・Yステージ3上のウ
エハに投影し、投影光学系2に対し相対的にレチクルと
ウエハをY方向に同期走査することによりレチクルのパ
ターンをウエハに露光するとともに、この走査露光を、
ウエハ上の複数領域に対して繰り返し行うためのステッ
プ移動を介在させながら行なうステップ・アンド・スキ
ャン型の露光装置である。
は、レチクル側ステージ装置によって行われ、このステ
ージ装置は、固定子4aと可動子4bとの間で推力を付
与することにより可動子4bを走査方向へ移動させるリ
ニアモータ4を備え、可動子4bにレチクルステージ1
が結合している。固定子4aは第1の支持手段101に
よりY方向には自由度をもたせて支持される。そして、
第2の支持手段105によりY方向について剛に、他の
方向について柔に支持される。この第2支持手段105
は、ベースフレーム10から上方に伸びた柱部103、
および柱部103からY方向に伸び、固定子4aをY方
向について剛に、他の方向について柔に支持する一軸支
持手段102を有する。
ってY方向へ駆動し、X・Yステージ3のXステージ3
aはリニアモータ5によってX方向に駆動し、Yステー
ジ3bはリニアモータ6によってY方向へ駆動するよう
になっている。レチクルおよびウエハの同期走査は、レ
チクルステージ1およびYステージ3bをY方向へ一定
の速度比率(例えば4:1)で駆動させることにより行
なう。また、X方向へのステップ移動はXステージ3a
により行なう。
設けられ、ステージ定盤7は3つのダンパ8を介して3
点で床等の上に支持されている。第1支持手段101お
よび投影光学系2は鏡筒定盤9上に設けられ、鏡筒定盤
9はベースフレーム10上に3つのダンパ11および支
柱12を介して支持されている。ダンパ8は6軸方向に
アクティブに制振もしくは除振するアクティブダンパで
あるが、パッシブダンパを用いてもよく、あるいはダン
パを介せずに支持してもよい。
査露光時の走査方向、投影光学系2および露光光間の、
装置の上から見たときの位置的関係を示す。同図に示す
ように、ダンパ11および支柱12による鏡筒定盤9の
3つの支持点は二等辺三角形を構成しており、その二等
辺14、15が交わる点16と重心とを結ぶ直線17に
対して走査方向Yは平行であり、かつその重心18と投
影光学系2の重心19とはほぼ一致している。図3中の
20は、スリット状に成形された露光光の断面である。
そのスリット形状の長手方向は走査方向に垂直な方向
(X方向)である。3つのダンパ11のうち2つは装置
の前部に位置し、残りの1つは装置の奥側に位置してい
る。そして、装置へのウエハの搬入経路は、装置の前側
より、装置前部に配置した2つの支柱12の間を経て設
定されている。
ージ定盤7との間の距離を3点において測定するレーザ
干渉計、マイクロエンコーダ等の距離測定手段13を備
え、それらのステージ定盤7上における3つの測定点P
は、図5に示すように、その測定方向にみれば、ダンパ
8による定盤7の3つの支持点が構成する三角形の各頂
点とそれに隣接する辺の中点とを通る直線上に存在す
る。あるいは、これら測定点における、予め測定された
X・Yステージ3の移動によるステージ定盤7の変形量
を考慮して前記距離の測定を行なうようにしてもよい。
り、装置前部の2つの支柱12間の搬送経路を経てX・
Yステージ3上にウエハが搬入され、所定の位置合せが
終了すると、露光装置は、走査露光およびステップ移動
を繰り返しながら、ウエハ上の複数の露光領域に対して
レチクルのパターンを露光転写する。走査露光に際して
は、レチクルステージ1およびYステージ3bをY方向
(走査方向)へ、所定の速度比で移動させて、スリット
状の露光光でレチクル上のパターンを走査するととも
に、その投影像でウエハを走査することにより、ウエハ
上の所定の露光領域に対してレチクル上のパターンを露
光する。1つの露光領域に対する走査露光が終了した
ら、Xステージ3aをX方向へ駆動してウエハをステッ
プ移動させることにより、他の露光領域を走査露光の開
始位置に対して位置決めし、走査露光を行なう。なお、
このX方向へのステップ移動と、Y方向への走査露光の
ための移動との組合せにより、ウエハ上の複数の露光領
域に対して、順次効率良く露光が行なえるように、各露
光領域の配置、Yの正または負のいずれかへの走査方
向、各露光領域への露光順等が設定されている。
ップ移動および走査露光におけるXステージ3aおよび
Yステージ3bの移動速度の時間的変化の一例を示すグ
ラフである。Yステージの加速を開始すると、Yステー
ジは0.051秒の加速期間および0.05秒の整定時
間を経た後、100mm/秒の一定速度で0.375秒
間移動する。この一定速度の移動期間において露光を行
なう。この露光期間の後、Yステージを減速させるとと
もにXステージの加速を開始し、ステップ移動を行な
う。ステップ移動が終了したら、再度Yステージの加速
を同様にして開始する。このようにして、XおよびYス
テージの移動を繰り返して、複数の露光領域に対してレ
チクルのパターンを順次走査露光してゆく。
のYステージ3bの移動に同期して上述のような所定の
速度比で加速、整定、一定定速度走行、減速を行うが、
その際、その加減速に応じて、固定子4aに反力が働
く。しかし、固定部4aを、第1支持手段101により
Y方向については自由度をもたせて支持し、第2支持手
段105により、Y方向について剛に、他の方向に対し
ては柔に支持し、かつ第2支持手段105と鏡筒定盤9
との間はダンパ11により振動が伝わらないように分離
されているため、固定子4aに働く反力は鏡筒定盤9に
伝わらず、第2支持手段105を経て吸収される。
るデバイス製造例を説明する。図6は微小デバイス(I
CやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄
膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示
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。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。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ス
テップ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、これを出荷(ステップ7)する。
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
重に回路パターンを形成する。
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストで
製造することができる。
ついて例示する。図8は、一軸支持手段102の第1の
形態を示す斜視図、図9はその側面図である。この場
合、一軸支持手段102は、柱部103と固定子4aと
の間を連結する棒状部材の両端近傍に各々十字板ばねヒ
ンジ102aを設けて構成される。図8中、81はレチ
クルステージ1の位置を計測するための測長手段であ
る。なお、図8では、第1支持手段101として、鏡筒
定盤9上に固定されたステージ定盤101aと、ステー
ジ定盤101a上において固定子4aを、Y方向につい
て柔に、他の方向について剛に支持する弾性ガイド10
1bとを有するものを示している。図9では、第1支持
手段101として、静圧を利用したエアーガイド91を
有するものを例示している。第1支持手段101として
はこれらの他、転動や摺動ガイド、磁気浮上ガイド等を
用いたものを利用することができる。
態を示す側面図である。この場合、一軸支持手段102
は、柱部103と固定子4aとの間を連結する棒状部材
の両端近傍に各々円筒ばねヒンジ102bを設けて構成
される。
態を示す斜視図である。この場合、一軸支持手段102
は、柱部103からY方向に伸びた棒状部材の端部にお
いてY方向に張ったワイヤ102c、およびそれを一端
において挟持し、他端が固定子4aに固定された部材1
02dを用いて構成されている。
態を示す側面図である。この場合、一軸支持手段102
は、柱部103と固定子4aとの間を連結する棒状部材
の両端近傍に各々球面座リンクおよび予圧ばねからなる
リンク手段102eを設けて構成される。
を示す側面図である。この場合、一軸支持手段102
は、柱部103と固定子4aとの間を連結する棒状部材
の固定子4a側端部近傍において各々Y方向およびZ方
向の力を受けるように設けた、静圧を利用したエアーパ
ッド102fおよび102gと、これらのエアーパッド
102fおよび102gに対してそれぞれY方およびZ
方向に予圧を付与するための磁石102hと102iと
を用いて構成される。棒状部材の柱部103側端部近傍
には円筒ばねヒンジ102bが介在している。
明する。図1および2の形態では、一軸支持手段102
は、ベースフレーム10から上方に伸びた柱部103に
連結している。しかしこれに限らず、柱部103を床上
に配置した、ベースフレーム10とは異なる部材上に設
けたり、一軸支持手段102を照明系やサーマルチャン
バに連結したりしてもよい。すなわち固定部4aに作用
する反力を、鏡筒定盤9に伝えないようにすれば良い。
スフレーム10とは別個に床上に配置したベース上に柱
部103を設けた第2支持手段の例を示す平面図、側面
図および斜視図である。ただし、図14および16にお
いては、主要な支持機構のみ示してある。この場合、ス
テージ定盤7はベースフレーム10上に、ダンパ8を介
して配置される。そして第2支持手段105の柱部10
3は、床上にベースフレーム10とは別個に配置された
反力支持ベース104上に設けられている。また、各支
柱12と反力支持ベース104との間は板ばね162を
介して水平方向には剛に、上下方向には柔に連結されて
いる。装置の奥側の支柱12bについては、図17に示
すように、反力支持ベース104の穴を通して支柱12
bが配置され、4枚の板ばね162により、4方向に連
結される。また、ベースフレーム10と反力支持ベース
104との間には、それらの前側において、空気ばね1
61が配置される。
第2支持手段が受ける反力に対して、第2支持手段にお
いて剛性が弱いのは、主に反力支持ベース104の曲げ
剛性である考えられるが、板ばね162による連結が上
下方向に柔であり、空気ばね161が介在しているた
め、この曲げ剛性が支配的な固有振動モードがベースフ
レーム10に伝達するのを防止することができる。ま
た、板ばね162による連結が水平方向に剛であるた
め、ベースフレーム10と反力支持ベース104との間
の位置ずれを防止することができる。
態を示す。この形態では、図18に示すように、一軸支
持手段102はリニアモータ181を有しており、リニ
アモータ181のコイル側を固定子4a側に固定し、マ
グネット側を、柱部103に連結した棒状部分に固定し
ている。すなわち、リニアモータ181により、固定子
4aに対し、Y方向(走査方向)の推力を付与すること
ができるようになっている。図19〜21は、リニアモ
ータ181の駆動制御の異なる形態を示す。これらの図
に示すように、固定子4aには、反力Rと、これとは逆
向きのリニアモータ181の推力Pとが働き、これに応
じて固定子4aは速度Vaで移動する。また、柱部10
3には、リニアモータ181の推力Pが働き、速度Vb
で移動する。そこで、図19の形態では、リニアモータ
181の駆動を制御するコントローラ191に、速度V
aとVbとの相対速度を入力し、これを零とすべくリニ
アモータ181を制御する。これにより、固定子4aの
振動の減衰性を向上させることができる。なお、速度V
aとVbとの相対速度は、それに応じた逆起電力をリニ
アモータ181のコイルに生じさせる。
度Va、または位置あるいは加速度をコントローラ19
1に入力し、固定子4aの位置が絶対空間に対して変位
しないようにリニアモータ181の駆動を制御する。図
21の形態では、コントローラ191に対して固定子4
aの位置Lをフィードバック用に、そして固定子4aに
付与される推力の予測値Fをフィードフォワード用に入
力し、固定子4aの変位がさらに小さくなるようにリニ
アモータ181の駆動を制御する。これによれば、固定
子4aと可動子4bとの相対速度が減少するため、リニ
アモータ4のコイルに発生する逆起電力を減少させて、
レチクルステージ1の制御偏差を減少させることができ
る。
様に電磁力を用いたものとして、VCMモータを用いる
こともできる。また、空気圧を利用したものを用いるこ
ともできる。これら非接触型のものに対し、接触型のも
のとしては、各種のアクチュエータを用いることができ
る。
に他の形態を示す斜視図である。これらの形態では、第
2支持手段はその振動を減衰させるためのダンパを有す
る。図22の形態では、ダンパとして柱部103の上端
部分に取り付けた電磁マスダンパ221を用いている。
電磁マスダンパ221は、その近傍に取り付けた加速度
計222により検出した加速度を相殺するようにマスに
電磁力を付与することにより、柱部103のY方向の振
動を減衰させる。図23の形態では、オイルダンパ23
1を用いており、柱部103の上端部分をオイルダンパ
231を介して、床に固定した支持部材232によりY
方向に受けることにより、柱部103のY方向の振動を
減衰するようにしている。ダンパとしては、これらの他
に、弾性体、その他の反力受け材料を用いることができ
る。
けの揺れ戻しを減衰し、オーバレイ性能、像性能、スル
ープット等をさらに向上させることができる。
示す側面図である。この形態では、第2支持手段105
の柱部103および下部241の合計質量は、レチクル
ステージ1、可動子4b等の可動部の合計質量よりも大
きい。したがって、固定子4aに負荷される反力を、固
定子4aをさほど変位させることなく、一軸支持手段1
02を介して十分に吸収することができる。
持手段を結合させた形態を模式的に示す。ただし、図2
5では照明光学系は図示していない。マスク手段251
は、図26に模式的に示すように、照明光学系261に
おける、レチクル262と共役な位置においてマスキン
グブレード252をレチクル262の移動に対応させて
Z方向に移動させることによりレチクル262における
Y方向の露光領域を適宜画定するものである。したがっ
て、走査露光に際しては、マスキングブレード252
を、レチクル262の走査のための移動に一致させて上
下方向(Z方向)に移動させる必要がある。その際、ブ
レード252を駆動するリニアモータ253の固定子2
54には反力が生じるが、この反力を反力受け255で
受けると共に、反力受け255を第2支持手段105の
柱部103の上部に結合している。これによれば、マス
キングブレード252の加減速に伴う反力も、鏡筒定盤
9に伝えることなく、支持手段105により受けること
ができる。また、反力受けのための柱部103等を共通
に利用しているため、スペースの有効利用も図ることが
できる。
置によれば、固定部をその移動方向については自由度を
もたせて支持する第1支持手段と、固定部を前記移動方
向について剛に、他の方向には柔に支持する一軸支持手
段を有するとともに第1支持手段とは振動が伝わらない
ように分離した第2支持手段とを備えているため、固定
部に付与される反力が第1支持手段へ伝達するのを防止
することができる。したがって、可動部やその位置の計
測手段に対する外乱振動となる各種固有振動を励起せず
に光束高精度なステージの送りを可能にすることができ
る。
を連結し、それらの間の位置ずれを防止するようにした
ため、第1支持手段および第2支持手段間の位置関係
を、良好に維持することができる。
ヒンジ、円筒ばねヒンジ等の弾性ヒンジを用いて構成し
たもの、球面座リンクおよびそのリンク部分に予圧を付
与する予圧ばねを用いて構成したもの、前記移動方向に
張ったワイヤおよびそれを挟持する手段を用いて構成し
たもの、前記移動方向の力を受けるエアーパッドとそれ
に対して前記移動方向の予圧を付与する磁石とを用いて
構成したもの等を用いることにより、前記移動方向につ
いては、固定部に付与される反力を良好に受けるととも
に、他の方向については、その方向に働く力を良好に逃
がすことができる。たとえば、ウエハ側に対してレチク
ル側がX方向にずれた場合でも、このずれによる歪みを
吸収することができる。
に付与する推力付与手段を介して固定部を支持すること
により、より好ましい支持を行うことができる。たとえ
ば、固定部と第2支持手段との相対速度が減少するよう
に固定部に推力を付与することにより、固定部の振動を
良好に減衰させることができる。また、固定部の速度、
位置、または加速度に基づいて固定部の絶対位置が一定
となるように固定部に推力を付与したり、固定部の位置
と固定部に付与される推力の予測値とに基づいて固定部
の絶対位置が一定となるように固定部に推力を付与する
ことができる。固定部の絶対位置が一定であれば、ステ
ージの駆動手段がリニアモータ等の電磁力を利用するも
のである場合、固定子と可動子間の相対速度を小さく
し、コイルに発生する逆起電力を減少させることができ
る。したがって、ステージの制御偏差を減少させること
ができる。
させるダンパ、電磁マスダンパ等の減衰手段を有するこ
とにより、第2支持手段が受けた反力の揺れ戻しを減衰
させることができる。また、第2支持手段の質量を可動
部の質量よりも大きくすることにより、固定子の変位を
極力生じさせることなく反力を良好に吸収することがで
きるため、固定子と可動子間の相対速度を小さくしてコ
イルに発生する逆起電力を減少させ、ステージの制御偏
差を減少させることができる。
手段の位置を基準にして可動部の位置を計測することに
より、可動部の位置を精度良く計測することができる。
時の移動用に使用される場合に、第1支持手段は投影光
学系が取り付けられた鏡筒定盤と結合させ、第2支持手
段はマスク手段のマスキングブレードを移動させる際の
反力受けと結合させることにより、マスク手段の反力
も、そのためのスペースをそれほど要することなく、同
時に受けることができる。
光のために原版を移動させる上述のステージ装置を備
え、その第1支持手段は投影光学系が取り付けられた鏡
筒定盤と結合しているため、走査露光時の駆動力の反力
が鏡筒定盤に伝達するのを防止することができる。した
がって、鏡筒定盤の振動や変形を極力排除し、オーバー
レイ性能や、露光像の性能を、スループットを低下させ
ることなく向上させることができる。
ば、走査露光を行うに際して、かかる露光装置を用い、
原板を走査方向に移動させるときに、そのステージ装置
の固定部に生じる反力を、ステージ装置の第2支持手段
によって受けるようにしているため、反力が鏡筒定盤に
伝達するのを防止することができる。したがって、鏡筒
定盤の振動や変形を極力排除し、オーバーレイ性能や、
露光像の性能を、スループットを低下させることなく向
上させることができる。
ら見た様子を模式的に示す図である。
時の走査方向、投影光学系および露光光間の、装置の上
から見たときの位置的関係を示す図である。
露光でのXステージおよびYステージの移動速度の時間
的変化の一例を示すグラフである。
ステージ定盤の測定点との位置関係を示す図である。
製造の流れを示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
態を示す斜視図である。
形態を示す斜視図である。
形態を示す斜視図である。
形態を示す斜視図である。
形態を示す斜視図である。
を示す平面図である。
ースと支柱との板ばねによる連結部分を上方から見た様
子を示す図である。
別の形態を示す側面図である。
タの駆動制御の一形態を示すブロック図である。
タの駆動制御の他の形態を示すブロック図である。
タの駆動制御の別の形態を示すブロック図である。
他の形態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
別の形態を示す側面図である。
手段の支持手段を結合させた一形態を模式的に示す図で
ある。
段の位置関係を示す模式図である。
テージ、4:リニアモータ、4a:固定子、4b:可動
子、3a:Xステージ、3b:Yステージ、6:リニア
モータ、7:ステージ定盤、8:ダンパ、9:鏡筒定
盤、10:ベースフレーム、11:ダンパ、12:支
柱、12b奥側の支柱、13:距離測定手段、18,1
9:重心、20:露光光の断面、21:投光手段、2
2:受光手段、23:レーザ干渉計、81:測長手段、
91:エアーガイド、101:第1の支持手段、10
2:一軸支持手段、102a:十字板ばねヒンジ、10
1a:ステージ定盤、101b:弾性ガイド101b、
102c:ワイヤ、102d:部材、102e:リンク
手段、102f,102g:エアーパッド、102h,
102i:磁石、103:柱部、104:反力支持ベー
ス、105:第2支持手段、161:空気ばね、16
2:板ばね、181:リニアモータ、191:コントロ
ーラ、221:電磁マスダンパ、222:加速度計、2
31:オイルダンパ、232:支持部材、241:下
部、251:マスク手段、252:マスキングブレー
ド、253:リニアモータ、254:固定子、255:
反力受け、261:照明光学系、262:レチクル。
Claims (34)
- 【請求項1】 固定部、可動部、および前記固定部と可
動部との間で推力を付与することにより前記可動部を所
定の移動方向へ移動させる駆動手段を備えたステージ装
置であって、ダンパと接続し前記固定部を前記移動方向
については自由度をもたせて支持する第1の支持手段
と、前記固定部を前記移動方向について剛に、他の方向
に対しては柔に支持する一軸支持手段を有するとともに
前記第1支持手段とは振動が伝わらないように分離した
第2の支持手段とを備えたことを特徴とするステージ装
置。 - 【請求項2】 前記第1支持手段および第2支持手段間
を連結し、それらの間の位置ずれを防止するための板ば
ねを有することを特徴とする請求項1記載のステージ装
置。 - 【請求項3】 前記一軸支持手段は、十字板ばねヒン
ジ、円筒ばねヒンジ等の弾性ヒンジを用いて構成されて
いることを特徴とする請求項1または2記載のステージ
装置。 - 【請求項4】 前記一軸支持手段は、球面座リンクおよ
びそのリンク部分に予圧を付与する予圧ばねを用いて構
成されていることを特徴とする請求項1または2記載の
ステージ装置。 - 【請求項5】 前記一軸支持手段は、前記移動方向に張
ったワイヤおよびそれを挟持する手段を用いて構成され
ていることを特徴とする請求項1または2記載のステー
ジ装置。 - 【請求項6】 前記一軸支持手段は、前記移動方向の力
を受けるエアーパッドとそれに対して前記移動方向の予
圧を付与する磁石とを用いて構成されていることを特徴
とする請求項1または2記載のステージ装置。 - 【請求項7】 前記一軸支持手段は、前記移動方向の推
力を前記固定部に付与する推力付与手段を介して前記固
定部を支持するものであることを特徴とする請求項1〜
6記載のステージ装置。 - 【請求項8】 前記推力付与手段は、前記固定部と前記
第2支持手段との相対速度を検出し、これが減少するよ
うに前記固定部に推力を付与するものであることを特徴
とする請求項7記載のステージ装置。 - 【請求項9】 前記推力付与手段は、前記固定部の速
度、位置、または加速度を検出し、これに基づいて、前
記固定部の絶対位置が一定となるように、前記固定部に
推力を付与するものであることを特徴とする請求項7記
載のステージ装置。 - 【請求項10】 前記推力付与手段は、前記固定部の位
置を検出し、この検出位置と前記固定部に付与される推
力の予測値とに基づいて、前記固定部の絶対位置が一定
となるように前記固定部に推力を付与するものであるこ
とを特徴とする請求項7記載のステージ装置。 - 【請求項11】 前記第2支持手段は、自身の振動を減
衰させるダンパ、電磁マスダンパ等の減衰手段を有する
ことを特徴とする請求項1〜10記載のステージ装置。 - 【請求項12】 前記第2支持手段の質量は、前記可動
部の質量よりも大きいことを特徴とする請求項1〜11
記載のステージ装置。 - 【請求項13】 前記第1支持手段の位置を基準にして
前記可動部の位置を計測する位置計測手段を有すること
を特徴とする請求項1〜12記載のステージ装置。 - 【請求項14】 照明光学系からの照明光により原版の
パターンの一部を投影光学系を介して基板上に投影し、
前記投影光学系に対して前記原板と基板を移動させて共
に走査することにより前記原版のパターンの所定の露光
領域を前記基板上に走査露光する走査露光手段と、前記
照明光学系における前記原版と共役な位置においてマス
キングブレードを前記原版の移動に対応させて移動させ
ることにより前記原版における露光領域を適宜画定する
マスク手段とを備えた走査型露光装置において前記原版
の走査時の移動用に使用されるとともに、前記第1支持
手段は前記投影光学系が取り付けられた鏡筒定盤と結合
しており、前記第2支持手段は前記マスク手段のマスキ
ングブレードを移動させる際の反力受けと結合している
ことを特徴とする請求項1〜13記載のステージ装置。 - 【請求項15】 前記駆動手段はリニアモータであり、
前記固定部は前記リニアモータの固定子を有し、前記可
動部は前記リニアモータの可動子を有することを特徴と
する請求項1〜14記載のステージ装置。 - 【請求項16】 前記推力付与手段はリニアモータであ
ることを特徴とする7〜10記載のステージ装置。 - 【請求項17】 原版のパターンの一部を投影光学系を
介して基板上に投影し、前記投影光学系に対して前記原
板と基板を移動させて共に走査することにより前記原版
のパターンの所定の露光領域を前記基板上に走査露光す
る走査露光手段と、前記走査のために前記原版を移動さ
せる請求項1〜16のいずれかに記載のステージ装置を
備え、前記ステージ装置の第1支持手段は前記投影光学
系が取り付けられた鏡筒定盤と結合していることを特徴
とする露光装置。 - 【請求項18】 前記鏡筒定盤を支持する3本の支柱を
有し、前記ステージ装置の第2支持手段は、前記3本の
支柱のそれぞれとそれらの下部において板ばねを介して
水平方向に剛かつ上下方向に柔に連結された底部と、こ
の底部から上方に伸びた柱部と、この柱部から前記走査
の方向に伸び、前記ステージ装置の固定部に連結した部
分とを有し、この固定部に連結した部分が、前記ステー
ジ装置の一軸支持手段を構成していることを特徴とする
請求項17記載の露光装置。 - 【請求項19】 前記3本の支柱をそれらの下部におい
て結合するベースフレームと、このベースフレームと前
記第2支持手段の底部との間に介在して前記底部に対し
下方向の弾性力を付与する弾性手段とを備えることを特
徴とする請求項18記載の露光装置。 - 【請求項20】 前記鏡筒定盤をダンパを介して支持す
る3本の支柱と、前記3本の支柱をそれらの下部におい
て結合するベースフレームとを有し、前記ステージ装置
の第2支持手段は、前記ベースフレームから上方に伸び
た柱部と、この柱部から前記走査の方向に伸び、前記ス
テージ装置の固定部に連結した部分とを有し、この固定
部に連結した部分が、前記ステージ装置の一軸支持手段
を構成していることを特徴とする請求項17記載の露光
装置。 - 【請求項21】 原版のパターンの一部を投影光学系を
介して基板上に投影し、前記投影光学系に対して前記原
板と基板を移動させて共に走査することにより前記原版
のパターンの所定の露光領域を前記基板上に走査露光す
るデバイス製造方法において、走査露光を行うに際して
は、請求項17〜20のいずれかに記載の露光装置を用
い、前記原板を走査方向に移動させるときに、前記露光
装置のステージ装置の固定部に生じる反力を、前記ステ
ージ装置の第2支持手段によって受けることを特徴とす
るデバイス製造方法。 - 【請求項22】 固定部、可動部、および前記固定部と
可動部との間で推力を付与することにより前記可動部を
所定の移動方向へ移動させる駆動手段を備えたステージ
装置であって、前記固定部を前記移動方向に自由度をも
たせて支持する支持手段と、前記固定部に対し前記移動
方向に推力を付与する推力付与手段を有することを特徴
とするステージ装置。 - 【請求項23】 前記推力付与手段は、前記固定部側に
設けられた部分と反力を受けるための反力受けに設けら
れた部分との間で推力を発生することを特徴とする請求
項22記載のステージ装置。 - 【請求項24】 前記推力付与手段は、前記固定部の振
動を減衰させる力を発生することを特徴とする請求項2
2または23記載のステージ装置。 - 【請求項25】 前記推力付与手段は、前記固定部の速
度、位置または加速度を検出し、これに基づいて、前記
固定部の位置が一定になるように前記固定部に推力を付
与することを特徴とする請求項22〜24いずれかに記
載のステージ装置。 - 【請求項26】 前記推力付与手段は、前記固定部に付
与される推力の予測値に基づいてフィードフォワードで
駆動を制御することを特徴とする請求項22〜25いず
れかに記載のステージ装置。 - 【請求項27】 前記推力付与手段は、非接触型のアク
チュエータであることを特徴とする請求項22〜26い
ずれかに記載のステージ装置。 - 【請求項28】 前記推力付与手段は、リニアモータで
あることを特徴とする請求項22〜27いずれかに記載
のステージ装置。 - 【請求項29】 前記推力付与手段は、VCMモータで
あることを特徴とする請求項22〜27いずれかに記載
のステージ装置。 - 【請求項30】 請求項22〜27のいずれかに記載の
ステージ装置をレチクルステージとして備えたことを特
徴とする露光装置。 - 【請求項31】 照明光学系からの照明光により原版の
パターンの一部を投影光学系を介して基板上に投影し、
前記投影光学系に対して前記原版と基板を移動させて共
に走査することにより前記原版のパターンの所定の露光
領域を前記基板上に走査露光する走査露光手段を有する
露光装置において、 該走査露光手段は、 前記原版の露光領域を画定するためのマスキングブレー
ドと、 前記マスキングブレードを駆動するリニアモータと、 前記投影光学系を支持する鏡筒定盤と別個に配置され、
前記リニアモータの反力を受ける支持手段とを備えたこ
とを特徴とする露光装置。 - 【請求項32】 前記マスキングブレードは、前記照明
光学系における、原版と共役な位置に設けられているこ
とを特徴とする請求項31記載の露光装置。 - 【請求項33】 前記原版を移動させるときに固定部に
発生する反力を受けるために前記鏡筒定盤と別個に配置
された支持手段と、前記リニアモータの反力を受ける支
持手段とを共通にすることを特徴とする請求項31また
は32記載の露光装置。 - 【請求項34】 請求項30〜33いずれかに記載の露
光装置を用いて、前記原版のパターンを前記基板上に走
査露光することを特徴とするデバイス製造方法。
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