JP4478470B2 - 位置決めステージ装置 - Google Patents
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Description
可動ステージ本体103上には、ウエハを静電気力にて保持する静電チャック106と光源の光量をモニタするためのセンサやアライメント用センサなどの各種センサ104が配置される。
可動ステージ本体103上にはバーミラー105が直交方向に2本配置され、干渉計支持台113に搭載されたレーザ干渉計108により可動ステージ本体103の位置が計測され、制御装置からの目標値に一致するように駆動コイルに電流を流し可動ステージ本体103の位置決めが行われる。
図9に電磁誘導により電力を供給する方法の概略構成を示す。送電側の電磁コアに数kHzから数十kHzの交流電源127をつなぐと、電磁誘導により受電側の電磁コアに電力が供給される。供給された電力はバッテリ111に充電される。
こうした構成では、ウエハ受け渡し位置などの特定の位置でしか電力を供給できないため、適宜ステージ本体を給電可能な位置まで戻してバッテリを充電する必要があり、これにより露光等の処理間隔が開いたり、処理が中断されたりしてスループットが低下する。また、バッテリはある程度放電した後充電するため、バッテリを充電する時間が必要であり、充電が完了するまで次の動作に移れないなどスループット上も不利である。
また、前記交流電力に制御信号を重畳させて送受信することにより、可動ステージ上の電気回路と前記ベース構造体側に設けられた制御装置との間で通信することができる。
また、可動ステージ上に直流回路用の平滑コンデンサとともに、または、平滑コンデンサに代えて、再充電可能な2次電池を搭載してもよい。
前記可動ステージの駆動方向は、ベース構造体の表面に沿った1次元方向であっても2次元方向であっても本発明は適用可能である。
上記の目的を達成するために、本発明に係る第2の位置決めステージ装置は、ベース構造体と、該ベース構造体の表面に沿って該ベース構造体に非接触で移動可能な可動ステージとを備えた位置決めステージ装置において、前記ベース構造体の前記表面下に埋め込まれた複数個のコイルと、該表面に対向して前記可動ステージに取り付けられた受電コイルと、前記複数個のコイルのそれぞれに設けられ、前記複数個のコイルを送電用と前記可動ステージの駆動用に切り替え可能なスイッチとを備え、前記可動ステージの位置に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とする。
また、本発明は、バッテリを搭載しない態様も可能であり、その場合、バッテリを定期的に交換するなどのメンテナンスが不要となり装置の稼働率の低下を防止することができる。
また完全に非接触にて給電できるため電気ケーブルにて給電する必要がなく、ケーブル実装外乱などによる位置決め精度の劣化の心配がない。またケーブルがないため、ケーブルが擦れた際に出すゴミがウエハに付着したり、ケーブルの外被の変質による絶縁不良や断線のトラブルなども皆無となる。
本発明の位置決めステージ装置は、特に平面構成のステージ装置として好適なものである。
[第1の実施例]
図1は、本発明の一実施例に係る位置決めステージ装置の平面図であり、図2はその側面図である。この位置決めステージ装置は、交流磁界を与えて非接触で電力を得るための受電コイルを備えた位置決めステージにおいて、電力を供給する送電コイルをベース構造体に複数個埋め込んで配置し、ステージの位置に応じて送電コイルを順次切り替える手段を設けたものである。
可動ステージ本体3上には、ウエハを静電気力にて保持する静電チャック6と光源の光量をモニタするためのセンサやアライメント用センサなどの各種センサ4が配置される。
図4は電磁誘導を利用した制御信号の送受信について示す。図1および2の可動ステージ本体3上には、静電チャック6やセンサ4が載せられており、静止側(ベース構造体側)に設けられている不図示の制御装置は、これらの回路とも信号を送受信する必要がある。静電チャック6はウエハの交換時には印加電圧を切って吸着を解除する必要があり、チャックon/off回路25を設ける。またセンサ4から取り込まれたアナログ信号はA/D(アナログ−デジタル)変換器24によりデジタル信号に変換される。
図5は、本発明の第3の実施例を示す。第1の実施例では受電コイル15を1個だけ設けた例を示したが、可動ステージ本体3が移動した場合、受電コイル15はコイル17−1と対向した位置関係から次第にずれていくことになる。それに伴い電磁誘導による送電効率も落ちていく。
図5においては、さらに、コイル17−13も送電コイルとして使うのでSW13は切り替え信号により給電信号側に切り替える。残りのスイッチSW2、SW3、SW11、SW12およびSW14〜18は、図1と同様に、中立位置にしておく。
なお、駆動コイルの切り替えは、図7等の従来例と同様に行えばよい。
図5においては、受電コイル15bと15cと切り替え手段19aをY方向にも配置した。ここで、可動ステージがX方向に移動する時は受電コイル15bと15cに対向するX方向に長い送電コイルへ電力を供給し、可動ステージがY方向に移動する時は受電コイル15と15aに対向するX方向に長い送電コイル(図5の状態ではコイル1とコイル12または13)へ電力を供給することで、送電コイルを切り替える必要がなく切り替えシーケンスが簡単に出来る。
勿論、第3の実施例と第4の実施例とを組み合わせてもよい。
また、図5に示すように、バッテリ11を併用することで常に安定した電力の供給が可能である。本実施例では常時給電が可能であるため、バッテリとして大型のものは必要が無く小型で軽量なバッテリを採用することが可能となる。
バッテリ11を併用することは、図1のように受電コイルが1個しかない場合、特に効果的である。
図10は、上記の位置決めステージ装置をウエハステージとする半導体デバイス製造用の露光装置を示す。
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Rを介して基板としての半導体ウエハW上に光源61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(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)62を介して照射することによって、基板上に所望のパターンを形成している。
この露光装置において、定盤51は多相電磁コイル(図2のコイル17)を有し、可動ステージ57は永久磁石(図2の永久磁石12)群を有している。
可動ステージ57(図2の可動ステージ3)は静圧軸受58(図2の静圧軸受7)によって支持されている。可動ステージ57の動きは、可動ステージ57に固設したミラー59(図2のバーミラー5)および干渉計60(図2のレーザ干渉計5)を用いて計測する。
可動ステージ57に搭載したチャック(図2の静電チャック6)上に基板であるウエハWを保持し、光源61、投影光学系62によって、原版であるレチクルRのパターンをウエハW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縮小転写する。
なお、本発明の位置決めステージ装置は、マスクを使用せずに半導体ウエハ上に回路パターンを直接描画してレジストを露光するタイプの露光装置にも、同様に適用できる。
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。
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。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。
Claims (11)
- ベース構造体と、該ベース構造体の表面に沿って該ベース構造体に非接触で移動可能なステージとを備えた位置決めステージ装置において、
前記ベース構造体の前記表面下に埋め込まれた複数の送電コイルと、該表面に対向して前記ステージに取り付けられた受電コイルと、該ステージの位置に応じて使用する送電コイルを順次切り替える切り替え手段と、該送電コイルに該切り替え手段を介して交流電力を供給する給電手段とを有し、
前記複数の送電コイルが、前記ステージを移動させる駆動コイルとしても使用されることを特徴とする位置決めステージ装置。 - 前記受電コイルは、前記ステージの駆動方向に複数個が配列されていることを特徴とする請求項1に記載の位置決めステージ装置。
- 前記ステージの駆動方向が、ベース構造体の表面に沿った2次元方向であることを特徴とする請求項2に記載の位置決めステージ装置。
- 前記受電コイルは、前記送電コイルと位相をずらして配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載の位置決めステージ装置。
- 前記ステージの駆動方向に配列された受電コイルの個数がn個であるとき、前記受電コイルと送電コイルとの位相を180度/nずらしてあることを特徴とする請求項4に記載の位置決めステージ装置。
- 前記交流電力の周波数を、前記送電コイルと受電コイル間の相互インダクタンスと負荷とで決まる共振周波数に設定したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の位置決めステージ装置。
- 前記交流電力に制御信号を重畳させて送受信し、前記ステージ上の電気回路と前記ベース構造体側に設けられている制御装置との間で通信することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の位置決めステージ装置。
- ベース構造体と、該ベース構造体の表面に沿って該ベース構造体に非接触で移動可能なステージとを備えた位置決めステージ装置において、
前記ベース構造体の前記表面下に埋め込まれた複数個のコイルと、該表面に対向して前記ステージに取り付けられた受電コイルと、前記複数個のコイルのそれぞれに設けられ、前記複数個のコイルを送電用と前記ステージの駆動用に切り替え可能なスイッチとを備え、前記ステージの位置に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とする位置決めステージ装置。 - ベース構造体と、該ベース構造体の表面に沿って該ベース構造体に非接触で移動可能なステージとを備えた位置決めステージ装置において、
前記ベース構造体の前記表面下に埋め込まれた複数個のコイルと、該表面に対向して前記ステージに取り付けられた受電コイルと、前記複数個のコイルのそれぞれに設けられ、前記複数個のコイルを送電用と前記ステージの駆動用と前記送電用及び前記駆動用のいずれにも接続されない状態とに切り替え可能なスイッチとを備え、前記ステージの位置に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とする位置決めステージ装置。 - 請求項1〜9のいずれか1つに記載の位置決めステージ装置を備え、該ステージ装置によって基板を位置決めすることを特徴とする露光装置。
- 請求項10に記載の露光装置によって基板を露光する工程を有するデバイス製造方法。
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