JP4685084B2 - 位置決め装置、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
101は、目的物を搭載するXステージである。102は、Xステージ101を搭載し、定盤103に対しY方向に移動可能なYステージである。Yステージ上には、ボールネジ104およびモータ105によって構成されるXステージ駆動機構が設けられ、Xステージ101は、Yステージに対してX方向に移動可能である。定盤103にはボールネジ106およびモータ107によって構成されるYステージ駆動機構が設けられ、Yステージ102は、定盤103に対してY方向に移動可能である。以上の構成によって、Xステージ101は、定盤103に対して、XY方向に位置決めされる。さらに、定盤には、X方向またはY方向に移動可能な質量体108〜111が設けられている。各質量体は、ステージの移動により発生する反力およびモーメントを相殺するように、ボールネジ112〜115およびモータ116〜119により駆動される。
また、本発明の位置決め装置は、基準面を有するステージベースと、該ステージベースおよび該ステージベースと一体の構造物を支持する除振機構と、該基準面に沿って移動可能なステージと、該ステージベースまたは該構造物に対して移動可能な複数の質量体と該複数の質量体を駆動する質量体駆動機構を備え、該ステージベースまたは該構造物に対して慣性力を付与する慣性力付与機構とを有し、該慣性力付与機構は、前記複数の質量体の位置を計測する位置計測手段と、該ステージの移動に伴って発生する反力を軽減するための信号を生成し該質量体駆動機構に出力する反力補償制御系と、前記位置計測手段の出力に基づいて、前記反力補償制御系に基づいて前記質量体駆動機構を駆動して慣性力を付与したときに蓄積される前記複数の質量体の相対距離を低減するための信号を生成し該質量体駆動機構に出力する位置補償制御系と、前記位置補償制御系の出力の一部を選択して出力する選択手段と、前記反力補償制御系の出力の一部を選択して出力する第2選択手段と、を備え、前記選択手段に所定の振動レベルの信号を除去するリミッタが設定され、前記第2選択手段に前記リミッタにより除去された信号とは異なる振動レベルの信号を除去する不感帯が設定され、前記選択手段及び前記第2選択手段の出力に基づいて前記質量体駆動機構が制御されることを特徴とする。
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の特徴を最も良く表わす第1実施形態の露光装置の正面図、図2は図1の位置決めステージ装置の上面図である。
Ry1+Ry2=−(Fy1+Fy2)
−Ry1×ly1+Ry2×ly2=−(−Fy1×Ly1+Fy2×Ly2)
第1の式は力の釣り合い式であり、第2の式は回転トルクのつりあい式である。上式を満たすように質量体13y1、13y2を適切に駆動すると、XYステージ6とトップステージ5等を含むY方向移動体を駆動する際に、定盤9を含む構造体が受ける反力および回転トルクは打消され、また、防振マウント11により支持される全ての質量の重心は一定位置に保たれる。
41、42は、XYステージ6等の位置および移動に伴い発生する並進方向の反力(慣性力)や回転方向の反力(回転トルク)から質量体13y1、13y2の駆動目標値を発生させる目標値発生手段である。43は、質量体が発生する慣性力が所定の目標値になるように制御する慣性力コントローラである。44は、質量体が発生する回転トルクが所定の目標値になるように制御する回転トルクコントローラである。45は、質量体13y1、13y2の相対距離が0となるように制御する相対距離コントローラ(第1コントローラ)である。46は、回転トルクコントローラ44の選択手段(第2選択手段)であり、詳細は後述する。47は、相対距離コントローラ45の選択手段(第1選択手段)であり、詳細は後述する。
これらのフィルタのカットオフ周波数を防振マウント11の有効な周波数と同程度もしくは低く設定しておく。これにより、相対距離コントローラ45が機能することによって発生してしまう回転トルクや、回転トルクコントローラ44で除去できない回転トルクは、低周波成分の回転トルクであり、防振マウントにより吸収することが可能である。つまり、構造体に発生する回転トルクの高周波成分は質量体の移動によって除去し、低周波成分は防振マウントにより除去することができる。また、回転トルクを除去しつつ、相対距離コントローラが低周波数で有効に働いているため、徐々に質量体の相対距離を0に近づけることができる。
選択手段の不感帯の幅、リミッタのリミットを露光に影響しない振動レベルと同程度に設定しておく。これにより、相対距離コントローラが機能することによって発生してしまう回転トルクや回転トルクコントローラで除去できない振動は、露光に影響しない振動レベルにすることができ、露光に悪影響を与えない。つまり、露光に影響を与える振動や振幅の大きな振動等の高レベル振動を質量体の移動によって除去すると共に、相対距離コントローラが露光に影響を与えないようなレベルで有効に作動することができ、徐々に質量体の相対距離を徐々に0に近づけることができる。
選択手段46を露光中等の高精度が要求されるときは有効に作動させ、非露光中などの比較的精度が要求されないときは無効となるように切り替える。また、選択手段47を露光中等は無効であり、非露光中等は有効に作動するように切り替える。これにより、露光中には回転トルクコントローラ44により質量体を駆動することで構造体の振動を軽減させ、非露光中等には相対距離コントローラによって露光中の動作で蓄積された質量体の相対距離を0にするようにすることができる。
選択手段46を、質量体13y1、13y2の絶対位置または相対位置が所定の値以内であるときは有効とし、所定の値を超えてストロークリミットに近づいたときは無効となるように切り替える。また、選択手段47を、質量体13y1、13y2の絶対位置または相対位置が所定の値以内であるときは無効とし、所定の値を越えてストロークリミットに近づいたときは有効になるように切り替える。これにより、質量体のストロークが足りなくなるような事態が起こらない限り、回転トルクコントローラ44により質量対を駆動することで回転トルクを除去することができる。
例えば、選択手段46を露光中等は有効であり、非露光中等はハイパスフィルタまたは不感帯とする切り替え手段とし、選択手段47を露光中等は無効であり、非露光中等はローパスフィルタまたはリミッタとする切り替え手段とする。これにより、非露光中等には相対距離コントローラ45により質量体の相対距離を徐々に0に近づけることができ、急激に質量体を駆動することにより大きな回転トルクを発生させて構造体を揺らすこともない。また、露光中には回転トルクコントローラ44により質量体を駆動することで、高周波成分や高レベルの振動を除去することはもちろん、低周波成分や低レベルの振動も除去することができる。
図9は、本発明の第2実施形態の露光装置の正面図であり、図10は図9に用いられるステージ部分の上面図である。
図11は、本発明の第3実施形態の露光装置に用いられるステージ部分の上面図である。
同図において、前述の実施形態と同じ部材には同一の番号をつけている。
図12は、本発明の第4実施形態の露光装置に用いられるステージ部分の上面図である。
同図において、前述の実施形態と同じ部材には同一の番号を付けている。
図13は、本発明の第5実施形態の露光装置に用いられるステージ部分の上面図である。
同図において、前述の実施形態と同じ部材には同一の番号をつけている。
次に上記説明した露光装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。図14は半導体デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやCCD等)の製造フローを示す。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。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。ステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ14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、これが出荷(ステップS7)される。
2 レチクル
3 投影レンズ
4 鏡筒支持体
5 トップステージ
6 XYステージ
7 可動ガイド
8 ステージベース
9 定盤
10 ヨーガイド
11 エアーマウント
13 質量体
14 ガイド
16 フォーカス検出部
22 リニアモータ固定子
23 リニアモータ可動子
31 レーザヘッド
32 反射ミラー
33 レーザ干渉系
34 レシーバ
51 静圧軸受
52 リニアモータ可動子
53 リニアモータ固定子
41、42 目標値発生手段
43 慣性力コントローラ
44 回転トルクコントローラ
45 相対距離コントローラ
46 選択手段
47 選択手段
Claims (9)
- 基準面を有するステージベースと、
該ステージベースおよび該ステージベースと一体の構造物を支持する除振機構と、
該基準面に沿って移動可能なステージと、
該ステージベースまたは該構造物に対して移動可能な複数の質量体と該複数の質量体を駆動する質量体駆動機構を備え、該ステージベースまたは該構造物に対して慣性力を付与する慣性力付与機構とを有し、
該慣性力付与機構は、前記複数の質量体の位置を計測する位置計測手段と、該ステージの移動に伴って発生する反力を軽減するための信号を生成し該質量体駆動機構に出力する反力補償制御系と、前記位置計測手段の出力に基づいて、前記反力補償制御系に基づいて前記質量体駆動機構を駆動して慣性力を付与したときに蓄積される前記複数の質量体の相対距離を低減するための信号を生成し該質量体駆動機構に出力する位置補償制御系と、前記位置補償制御系の出力の一部を選択して出力する選択手段と、前記反力補償制御系の出力の一部を選択して出力する第2選択手段とを備え、前記選択手段はローパスフィルタであり、前記第2選択手段はハイパスフィルタであり、前記ローパスフィルタ及び前記ハイパスフィルタの出力に基づいて前記質量体駆動機構が制御されることを特徴とする位置決め装置。 - 基準面を有するステージベースと、
該ステージベースおよび該ステージベースと一体の構造物を支持する除振機構と、
該基準面に沿って移動可能なステージと、
該ステージベースまたは該構造物に対して移動可能な複数の質量体と該複数の質量体を駆動する質量体駆動機構を備え、該ステージベースまたは該構造物に対して慣性力を付与する慣性力付与機構とを有し、
該慣性力付与機構は、前記複数の質量体の位置を計測する位置計測手段と、該ステージの移動に伴って発生する反力を軽減するための信号を生成し該質量体駆動機構に出力する反力補償制御系と、前記位置計測手段の出力に基づいて、前記反力補償制御系に基づいて前記質量体駆動機構を駆動して慣性力を付与したときに蓄積される前記複数の質量体の相対距離を低減するための信号を生成し該質量体駆動機構に出力する位置補償制御系と、前記位置補償制御系の出力の一部を選択して出力する選択手段と、前記反力補償制御系の出力の一部を選択して出力する第2選択手段と、を備え、
前記選択手段に所定の振動レベルの信号を除去するリミッタが設定され、前記第2選択手段に前記リミッタにより除去された信号とは異なる振動レベルの信号を除去する不感帯が設定され、前記選択手段及び前記第2選択手段の出力に基づいて前記質量体駆動機構が制御されることを特徴とする位置決め装置。 - 前記慣性力付与機構は、並進方向及び回転方向の慣性力を付与するものであり、前記位置補償制御系は前記反力補償制御系に基づいて前記質量体駆動機構を駆動して前記回転方向の慣性力を付与したときに蓄積される前記複数の質量体の相対距離を低減するための信号を生成す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。
- 前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記除振機構が有効に作用する周波数と同じ、もしくはそれよりも低く設定されることを特徴とする請求項1に記載の位置決め装置。
- 前記第1選択手段及び前記第2選択手段の出力のうち前記質量体駆動機構の制御に用いる出力を切り替える切り替え手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一方に記載の位置決め装置。
- 前記切り替え手段は、前記位置計測手段の出力に基づいて切り替えることを特徴とする請求項5に記載の位置決め装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の位置決め装置を用いて、レチクルステージ装置またはウエハステージ装置のうちの少なくとも一方を構成することを特徴とする露光装置。
- 請求項2に記載の位置決め装置を用いてレチクルステージ装置またはウエハステージ装置のうちの少なくとも一方を構成する露光装置であって、前記リミッタまたは不感帯により露光に影響を与える振動レベルが除去されることを特徴とする露光装置。
- 請求項7または8に記載の露光装置を用意する工程と、
前記露光装置を用いてレチクルパターンをウエハ上に投影する工程と、ウエハに感光剤を塗布する工程と、露光したウエハを現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。
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JP2007305992A JP4685084B2 (ja) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | 位置決め装置、露光装置およびデバイス製造方法 |
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JPH0321894A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 | Nikon Corp | ステージ駆動方法 |
JPH05304081A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-11-16 | Jeol Ltd | ステージ駆動機構 |
JPH1074685A (ja) * | 1996-08-29 | 1998-03-17 | Canon Inc | 送り装置 |
JPH11243132A (ja) * | 1997-04-22 | 1999-09-07 | Canon Inc | 位置決め装置およびこれを用いた露光装置 |
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