KR101087516B1 - 스테이지 장치, 고정 방법, 노광 장치, 노광 방법, 및디바이스의 제조 방법 - Google Patents

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유이치 시바자키
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가부시키가이샤 니콘
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details

Abstract

이 스테이지 장치는, 재치면에 판상체를 재치하여 이동가능한 이동부재를 갖는 스테이지 장치로서, 판상체를 재치면에 고정시키는 고정 장치를 구비하고, 고정 장치는, 이동부재가 소정의 제 1 영역을 통과하는 것에 연동하여 판상체를 고정시키도록 한다.
스테이지 장치, 이동부재, 노광 장치, 고정 장치.

Description

스테이지 장치, 고정 방법, 노광 장치, 노광 방법, 및 디바이스의 제조 방법{STAGE APPARATUS, FIXATION METHOD, EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE PRODUCING METHOD}
기술분야
본 발명은, 패턴이 묘화된 마스크나 기판을 탑재하여 정반 (定盤) 위를 정밀하게 1 차원 또는 2 차원 이동하는 스테이지 장치와, 그 스테이지 장치를 사용한 노광 장치 등에 관한 것이다.
본원은, 2003년 6월 4일에 출원된 일본 특허출원 2003-159800호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
배경기술
종래로부터, 회로 패턴이 묘화 (描畵) 된 마스크 등에 조명광 (자외선, X 선, 전자선 등의 에너지선) 을 조사 (照射) 하여, 등배, 소정의 축소 배율 또는 확대 배율을 갖는 투영 결상계를 통해 감응 기판 (레지스트층이 도포된 반도체 웨이퍼나 유리 플레이트 등) 상에 투영 노광함으로써 반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스 등의 회로 패턴을 형성하는 마이크로 리소그래피 장치에서는, 마스크나 감응 기판을 탑재하고 레이저 간섭계에 의한 위치 서보 제어하에 평면 (XY 평면) 내에서 정밀하게 1 차원 또는 2 차원 이동하는 스테이지 장치가 형성된다.
이러한 스테이지 장치에 있어서는, 일반적으로 마스크나 기판을 진공 흡착력 에 의해서만 흡착 유지하고 있다. 특히, 마스크는 흡착 유지되는 면적이 좁고 또 웨이퍼의 4∼5배 정도의 속도로 주사 (走査) 되기 때문에, 마스크의 유지력이 부족하여 마스크 스테이지의 주사 중에 마스크의 위치 어긋남이 생기기 쉽다. 이 때문에, 일본 공개특허공보 평10-149979호에 개시된 바와 같이, 위치 결정의 기준이 되는 부재에 마스크를 맞닿게 하여 어긋남을 방지하는 기술이 있다.
그런데 최근에는, 노광 장치의 생산성을 향상시키기 위해 레티클 스테이지나 웨이퍼 스테이지의 주사 속도를 빠르게 할 것이 요구되고 있으며, 웨이퍼에 관한 가속력은 5∼6G 정도에 이르고 있다.
그러나, 상기 서술한 기술에서는 마스크를 유지시키는 힘은 마스크의 이면 (하면) 에 작용하는 진공 흡착력뿐이기 때문에, 스테이지 장치가 빠른 가속으로 이동하면 유지력이 부족하여, 마스크가 어긋나 전사 정밀도가 열화된다는 문제가 있다.
발명의 개시
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 웨이퍼 스테이지 등과 같은 스테이지 장치의 구동 중에 마스크 등을 강고하게 유지함으로써 위치 어긋남이 일어날 우려가 없는 스테이지 장치, 및 이것을 사용한 노광 장치 등을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 일실시형태를 나타내는 도면의 부호에 대응시켜 설명하지만, 본 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 양태는, 재치면 (211, 525) 에 판상체 (板狀體; R, W) 를 재치하여 이동가능한 이동부재 (203, 520) 를 갖는 스테이지 장치 (50, 200, 500) 로서, 판상체를 재치면에 고정시키는 고정 장치 (300, 600) 를 구비하고, 고정 장치는, 이동부재가 소정의 제 1 영역 (A1) 을 통과하는 것에 연동하여 판상체를 고정시키도록 하였다.
이것에 의해, 특별한 구동 장치를 형성하지 않고서, 스테이지 장치가 소정의 영역을 통과하는 것만으로 자동적으로 고정 장치가 구동하여 판상체를 고정시킬 수 있다.
또한, 판상체 (R, W) 를 이동부재 (203, 520) 에 탑재하는 제 2 영역 (A2) 을 갖고, 이동부재가 제 2 영역으로부터 이동한 후에 제 1 영역 (A1) 을 통과함으로써, 고정 장치 (300, 600) 가 판상체를 고정시키는 것에서는, 이동부재에 판상체를 탑재한 스테이지 장치가 제 2 영역으로부터 이동하여 제 1 영역을 통과하는 것만으로, 자동적으로 고정 장치가 구동하여 판상체를 고정시킬 수 있다.
또한, 이동부재 (203, 520) 로부터 판상체 (R, W) 를 내리는 제 3 영역 (A3) 을 갖고, 이동부재가 제 3 영역으로 향하는 도중에 제 1 영역 (A1) 을 통과함으로써, 고정 장치 (300, 600) 가 판상체의 고정을 해제하는 것에서는, 이동부재에 판상체를 탑재한 스테이지 장치가 제 1 영역을 통과하여 제 3 영역으로 이동하는 것만으로, 자동적으로 고정 장치가 구동하여 판상체의 고정을 해제할 수 있다.
또한, 제 2 영역 (A2) 과 제 3 영역 (A3) 이 동일한 영역인 것에서는, 판상체를 이동부재에 탑재하는 영역과 이동부재로부터 판상체를 내리는 영역이 동일하게 되어, 장치의 거대화를 억제할 수 있다.
또한, 고정 장치 (300, 600) 가 판상체 (R, W) 를 고정시킬 때에 이동부재 (203, 520) 가 제 1 영역 (A1) 을 통과할 때의 이동방향과, 고정 장치가 판상체의 고정을 해제할 때에 제 1 영역을 통과할 때의 이동방향이 서로 상반되는 방향인 것에서는, 판상체를 고정시키는 영역과 판상체의 고정을 해제하는 영역을 제 1 영역을 사이에 두고 명확하게 구별할 수 있다.
또한, 이동부재 (203, 520) 가 제 1 영역 (A1) 을 통과할 때에, 이동부재의 일부와 기계적으로 접촉함으로써 이동부재의 이동을 고정 장치 (300,600) 의 동력으로 변환하는 변환 장치 (C, C2) 를 추가로 구비하는 것에서는, 특별한 액츄에이터를 사용하지 않고서 고정 장치를 구동시키는 것이 가능해진다.
또한, 이동부재 (203, 520) 를 지지하는 베이스부 (202, 510) 를 추가로 구비함과 함께, 변환 장치는 캠 장치 (C, C2) 이며, 캠 장치가 베이스부에 형성된 캠부재 (400, 700) 와 고정 장치 (300, 600) 에 형성된 캠 팔로워 (cam follower; 363, 658, 663) 를 구비하는 것에서는, 캠 장치에 의해, 스테이지 장치의 이동을 고정 장치의 동력으로 변환시키는 것을 용이하면서 확실하게 행할 수 있다.
또한, 캠 팔로워 (363, 658, 663) 가, 캠부재 (400, 700) 와의 마찰을 저감시키는 축받이 (363a, 658a, 663a) 를 구비하는 것에서는, 고정 장치의 동작이 원활해짐과 함께 장치 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 캠부재 (400, 700) 가, 캠 팔로워 (363, 658, 663) 와의 접촉시의 저항을 저감시키는 완충 장치 (403, 703) 를 구비하는 것에서는, 고정 장치의 동작이 원활해짐과 함께 장치 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 캠부재 (400, 700) 를 이동부재 (203, 510) 의 이동 경로 (A0∼A4) 로 부터 퇴피 (退避) 시키는 퇴피 장치 (410, 710) 를 추가로 구비하는 것에서는, 캠부재를 이동 경로로부터 퇴피시키는 것에 의해 고정 장치의 구동을 정지시킬 수 있다.
또한, 이동부재 (203, 510) 가 제 1 영역 (A1) 을 통과할 때에 이동부재의 일부와 기계적으로 접촉함으로써 이동부재의 이동을 고정 장치 (300, 600) 의 동력으로 하는 캠 장치 (C, C2) 를 추가로 구비하고, 캠 장치의 적어도 일부가 제 2 영역 (A2) 에 배치되는 것에서는, 제 2 영역에 캠 장치가 배치되기 때문에, 다른 영역에서는 고정 장치와 캠 장치가 접촉하지 않고, 스테이지 장치가 고정밀도의 이동을 실현할 수 있다.
또한, 고정 장치 (300, 600) 가, 판상체 (R, W) 의 고정을 유지시키기 위한 유지 장치 (364, 665) 를 구비하는 것에서는, 고정 장치가 캠 장치와 접촉하고 있지 않은 경우라도 판상체의 고정을 유지 (지속) 할 수 있다.
또한, 고정 장치 (300, 600) 가, 판상체 (R, W) 와의 접촉부 (322, 622) 에 형성된 탄성체 (322a, 622a) 를 구비하는 것에서는, 고정 장치가 판상체를 손상시키는 것을 회피할 수 있다.
또한, 이동부재 (203, 520) 의 구동시에 생기는 반력 (反力) 의 작용에 의해, 이동부재와의 사이의 중량비에 따라서 이동부재의 이동 방향과는 반대의 방향으로 이동하도록 형성된 제 2 이동부재 (205a, 205b, 530) 를 구비하고, 이동부재의 중량이 고정 장치 (300, 600) 의 중량의 적어도 일부를 포함하고 있는 것에서는, 상기 반력을 제 2 이동부재의 이동에 의해 상쇄 또는 완화시킬 수 있다. 이 때문에, 스테이지 장치의 진동을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 반력을 상쇄시키면, 스테이지 장치의 무게 중심 위치의 변화를 막는 것도 가능해진다.
본 발명의 제 2 양태는, 스테이지 장치 (50, 200, 500) 가 갖는 이동부재 (203, 510) 에 판상체 (R, W) 를 고정시키는 방법으로서, 이동부재가 스테이지 장치 내에 형성된 소정의 제 1 영역 (A1) 을 통과하는 것에 연동하여 판상체를 고정시키도록 하였다.
이것에 의해, 특별한 구동 장치를 형성하지 않고서, 스테이지 장치가 소정의 영역을 통과하는 것만으로 자동적으로 고정 장치가 구동하여 판상체를 고정시킬 수 있다.
또한, 이동부재 (203, 510) 가, 판상체 (R, W) 를 이동부재에 탑재하는 제 2 영역 (A2) 으로부터 이동한 후에 제 1 영역 (A1) 을 통과함으로써 고정 장치 (300, 600) 가 판상체를 고정시키는 것에서는, 이동부재에 판상체를 탑재한 스테이지 장치가 제 2 영역으로부터 이동하여 제 1 영역을 통과하는 것만으로 자동적으로 고정 장치가 구동하여 판상체를 고정시킬 수 있다.
또, 이동부재 (203, 510) 가, 이동부재로부터 판상체 (R, W) 를 내리는 제 3 영역 (A3) 으로 향하는 도중에 제 1 영역 (A1) 을 통과함으로써 고정 장치 (300, 600) 가 판상체의 고정을 해제하는 것에서는, 이동부재에 판상체를 탑재한 스테이지 장치가 제 1 영역을 통과하여 제 3 영역으로 이동하는 것만으로 자동적으로 고정 장치가 구동하여 판상체의 고정을 해제할 수 있다.
또한, 제 2 영역 (A2) 과 제 3 영역 (A3) 이 동일한 영역인 것에서는, 판상체를 이동부재에 탑재하는 영역과 이동부재로부터 판상체를 내리는 영역이 동일하게 되어, 장치의 거대화를 억제할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태는, 마스크 (R) 를 유지하는 마스크 스테이지 (200, 500) 와, 기판 (W) 을 유지하는 기판 스테이지 (50) 를 갖고, 마스크에 형성된 패턴 (PA) 을 기판에 노광하는 노광 장치 (100, 150) 에 있어서, 마스크 스테이지와 기판 스테이지 중 적어도 일방에 제 1 발명에 관련된 스테이지 장치 (50, 200, 300) 를 사용하도록 하였다.
이것에 의해, 고정 장치가 마스크 또는 기판을 강고 (强固) 하게 눌러서 유지하기 때문에, 노광 처리 중에 스테이지를 고속으로 가감속시켜도 마스크 또는 기판이 어긋나는 일 없이, 고정밀한 패턴을 기판에 전사할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태는, 마스크 (R) 를 마스크 스테이지 (200, 500) 에 고정시킴과 함께, 기판 (W) 을 기판 스테이지 (50) 에 고정시키고, 마스크에 형성된 패턴 (PA) 을 기판에 노광하는 노광 방법에 있어서, 마스크의 고정 방법과 기판의 고정 방법 중 적어도 일방에 제 2 발명에 관련된 고정 방법을 이용하도록 하였다.
이것에 의해, 마스크 또는 기판을 강고하게 눌러서 유지할 수 있기 때문에, 노광 처리 중에 스테이지를 고속으로 가감속시켜도 마스크 또는 기판이 어긋나는 일 없이, 고정밀한 패턴을 기판에 전사할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태는, 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스의 제조 방법에 있어서, 리소그래피 공정에서 제 3 발명에 관련된 노광 장치 (100, 150) 를 사용하도록 하였다. 또한, 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스의 제조 방법에 있어서, 리소그래피 공정에서 제 4 발명에 관련된 노광 방법을 이용하도록 하였다.
이것에 의해, 고정밀한 패턴이 전사된 디바이스를 제조할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 제 1 실시예의 레티클 스테이지 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2a, 도 2b 는 제 1 실시예의 레티클 클램프를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 제 1 실시예의 노광 장치를 나타내는 모식도이다.
도 4a, 도 4b 는 제 1 실시예의 캠부재를 나타내는 모식도이다.
도 5a ∼ 도 5d 는 제 1 실시예의 레티클 클램프가 레티클을 누를 때의 동작도이다.
도 6a ∼ 도 6d 는 제 1 실시예의 레티클 클램프가 레티클의 유지를 개방할 때의 동작도이다.
도 7 은 제 2 실시예의 레티클 스테이지 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8 은 제 2 실시예의 레티클 스테이지 장치를 나타내는 사시 분해도이다.
도 9a, 도 9b 는 제 2 실시예의 레티클 스테이지 장치의 스테이지부를 나타내는 도면이다.
도 10 은 제 2 실시예의 레티클 스테이지 장치에서의 레티클 홀더와 레티클 클램프의 배치를 나타내는 도면이다.
도 11a, 도 11b 는 제 2 실시예의 레티클 클램프를 나타내는 사시도이다.
도 12 는 제 2 실시예의 노광 장치를 나타내는 모식도이다.
도 13a, 도 13b 는 제 2 실시예의 캠부재를 나타내는 모식도이다.
도 14a ∼ 도 14d 는 제 2 실시예의 레티클 클램프가 레티클을 누를 때의 동작도이다.
도 15 는 반도체 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도 1 ∼도 6 을 참조하면서, 본 발명의 스테이지 장치 등의 제 1 실시예에 관해서 설명한다.
도 1 은 본 발명에 관련된 레티클 스테이지 장치 (200) 를 나타내는 사시도이다.
레티클 스테이지 장치 (스테이지 장치; 200) 는, 레티클 (판상체, 마스크; R) 의 패턴 (PA) 면을 밑으로 하여 유지함과 함께, Y 방향으로 일차원 주사 이동하고, 또 X 방향 및 회전방향 (θZ 방향) 으로도 미동 (微動) 하는 장치이다.
레티클 스테이지 장치 (200) 는, 칼럼 (201) (도 3 참조) 에 지지된 레티클 정반 (베이스부; 202) 상에서, Y 방향으로 소정 스트로크로 구동되는 스테이지부 (203) 를 구비한다.
스테이지부 (이동부재; 203) 는, 한 쌍의 Y 리니어 모터 (205) 에 의해 Y 방향으로 구동되는 레티클 조동 (粗動) 스테이지 (206) 와, 이 레티클 조동 스테이지 (206) 상에서 한 쌍의 X 보이스 코일 모터 (207X) 와 한 쌍의 Y 보이스 코일 모터 (207Y) 에 의해 X, Y, θZ 방향으로 미소 구동되는 레티클 미동 스테이지 (208) 를 구비하는 구성으로 되어 있다.
각 Y 리니어 모터 (205) 는, 레티클 정반 (202) 상에 비접촉 베어링인 복수의 에어 베어링 (에어 패드; 209) 에 의해 부상 지지 (浮上 支持) 되어 Y 방향으로 연장되는 고정자 (제 2 이동부재; 205a) 와, 이 고정자 (205a) 에 대응하여 형성되고, 연결부재 (231) 를 통해 레티클 조동 스테이지 (206) 에 고정된 가동자 (제 2 이동부재; 205b) 로 구성되어 있다. 이 때문에, 운동량 보존의 법칙에 의해, 레티클 조동 스테이지 (206) 의 +Y 방향으로의 이동에 따라서 고정자 (205a) 는 -Y 방향으로 이동한다. 이 고정자 (205a) 의 이동에 의해 레티클 조동 스테이지 (206) 의 이동에 수반되는 반력을 상쇄시킴과 함께, 무게 중심 위치의 변화를 막을 수 있다.
레티클 조동 스테이지 (206) 는, 레티클 정반 (202) 의 중앙부에 형성된 상부 돌출부 (202b) 의 상면에 고정되어 Y 방향으로 연장되는 한 쌍의 Y 가이드 (232) 에 의해 Y 방향으로 안내되도록 되어 있다. 또한, 레티클 조동 스테이지 (206) 는, 각 Y 가이드 (232) 에 대하여 도시를 생략한 에어 베어링에 의해 비접촉 지지되어 있다.
레티클 미동 스테이지 (208) 는, 레티클 (R) 의 패턴 (PA) 에 대응한 개구를 갖고, 그 개구 주변에 배치된 평면형의 레티클 홀더 (재치면; 211) 를 통하여, 레티클 (R) 이 패턴 (PA) 을 밑으로 하여 흡착 유지되도록 되어 있다. 또한, 레티클 홀더 (211) 의 X 방향의 양단에는 4 개 (한쪽에 각각 2 개) 의 레티클 클램프 (300) 가 배치된다.
레티클 클램프 (300) 는, 레티클 홀더 (211) 에 의한 레티클 (R) 의 흡착 유지력 부족을 보충하기 위해, 레티클 (R) 을 상방에서부터 기계적으로 눌러 유지시키는 장치이다. 레티클 클램프 (300) 가 레티클 홀더 (211) 의 X 방향의 양단에 배치되는 것은, Y 방향으로 이동 반송 (搬送) 되어 레티클 홀더 (211) 에 재치되는 레티클 (R) 과의 간섭을 피하기 위해서이다. 따라서, 레티클 (R) 의 반송에 장애가 되지 않는다면, 레티클 클램프 (300) 를 레티클 (R) 의 Y 방향 양단에 배치해도 된다. 또, 배치되는 레티클 클램프 (300) 의 수는, 레티클 (R) 을 유지하기 위해서 필요한 누름력에 따라서 임의로 정할 수 있다. 단, 레티클 (R) 이 누름에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해, 레티클 (R) 에 대하여 균등하게 (예를 들어, 4 개의 모서리 등) 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 레티클 미동 스테이지 (208) 의 -Y 방향의 단부에는 코너 큐브로 이루어지는 한 쌍의 Y 이동경 (233a, 233b) 이 고정되고, 또, 레티클 미동 스테이지 (208) 의 +X 방향의 단부에는, Y 축 방향으로 연장되는 평면 미러로 이루어지는 X 이동경 (234) 이 고정되어 있다. 그리고, 이들 이동경 (233a, 233b, 234) 에 대하여, 외부에 형성된 3 개의 레이저 간섭계 (235a∼235c) (도 3 참조) 가 각 이동경과의 거리를 계측함으로써, 레티클 미동 스테이지 (208) 의 X, Y, θZ (Z축 둘레의 회전) 방향의 위치가 고정밀도로 계측된다. 또, 레티클 미동 스테이지 (208) 의 위치 계측 정보 (즉, 레티클 (R) 의 위치 정보) 는 주제어계 (70) 로 송신된다.
다음으로, 레티클 클램프 (고정 장치; 300) 의 구성에 관해서 상세히 서술한다. 도 2a 는 레티클 클램프 (300) 를 나타내는 사시도로, 레티클 (R) 을 눌러 유지하고 있을 때의 형태를 나타낸다. 또한, 도 2b 는 레티클 클램프 (300) 의 분해 사시도이다.
도 2b 에 나타낸 바와 같이, 레티클 클램프 (300) 는, 베이스부 (310), 패드부 (320), 링크부 (330), 슬라이드 가이드부 (340), 클램핑 스프링부 (350), 팔로워부 (360) 로 구성된다.
베이스부 (310) 는, 레티클 홀더 (211) 의 X 방향으로 양 옆에 형성된다. X 방향을 따라 대략 오목한 형상으로 형성된 오목부 (311) 에는 핀 (312) 이 형성된다. 그리고, 이 오목부 (311) 에는 패드부 (320) 가 수납됨과 함께, 후술하는 패드부 (320) 의 핀구멍 (321) 과 핀 (312) 이 끼워져 패드부 (320) 를 회전가능하게 지지한다.
또한, 베이스부 (310) 의 양 옆에는 슬라이드 가이드부 (340) 를 삽입하여 고정시키기 위한 2 개의 가이드 삽입 구멍 (313) 이 X 방향을 따라 형성된다. 따라서, 가이드 삽입 구멍 (313) 에 슬라이드 가이드부 (340) 를 삽입하면, 2 개의 슬라이드 가이드부 (340) 가 X 방향으로 평행하게 연장된 상태로 고정된다. 또, 슬라이드 가이드부 (340) 는 로드부재 (341) 로 이루어지고, 그 일단에는 로드부재 (341) 보다도 대직경으로 형성된 스토퍼부 (342) 가 형성된다.
또한, 베이스부 (310) 의 상면에는 2 개의 클릭부 (314) 가 형성된다. 클릭부 (314) 는, 측면형상이 대략 삼각형으로 형성되고, X 방향을 따라 레티클 (R) 에 근접할수록 서서히 높아지는 경사면 (314a) 과, 레티클 (R) 에 대향하는 대략 수직인 면 (314b) 을 갖는다.
패드부 (320) 는 대략 삼각형으로 형성된 부재로 이루어지고, 그 일 정점 부분 (리니어 모터측) 에는 핀구멍 (321) 이 형성된다. 그리고, 전술한 바와 같이, 이 핀구멍 (321) 은 베이스부 (310) 의 핀 (312) 과 끼워 맞춰지고, 베이스부 (310) 의 오목부 (311) 에 수납되어, 회전가능하게 지지된다. 따라서, 패드부 (320) 는, 레티클 (R) 의 X 방향의 단면과 대략 직교하도록 배치된다.
또한, 패드부 (320) 의 하면에는, 레티클 홀더 (211) 에 재치된 레티클 (R) 과 맞닿는 접촉부 (322) 가 형성된다. 접촉부 (322) 는, 맞닿는 레티클 (R) 에 손상을 주지 않도록 탄성체 (322a) 에 의해 구성된다. 탄성체 (322a) 로는, 스폰지나 고무 등 외에 스프링이나 탄성 힌지 기구를 사용해도 된다. 또, 접촉부 (322) 의 폭 (Y 방향) 을 베이스부 (310) 의 오목부 (311) 등과 간섭하지 않을 정도로 넓힘으로써, 레티클 (R) 과의 접촉 면적을 크게 하여 레티클 (R) 을 균등하게 누르는 것이 바람직하다.
또한, 상방에 배치되는 다른 정점 부분은, X 방향을 따라 두 갈래 (오목형) 로 형성되고, 그 일부에 핀 (323) 이 형성된다.
그리고, 직선형 부재로 이루어지는 링크부 (330) 는 그 양단에 핀구멍 (331, 332) 을 구비하고, 핀구멍 (331) 은 상기 서술한 패드부 (320) 의 핀 (323) 을 끼워, 회전가능하게 지지된다. 또, 타방의 핀구멍 (332) 은 후술하는 클램핑 스프링부 (350) 의 핀 (356) 을 끼워, 회전가능하게 지지된다.
클램핑 스프링부 (350) 는 본체 (351) 와 연결부 (352) 와 스프링부 (353) 로 이루어지고, 본체 (351) 와 연결부 (352) 가 스프링부 (353) 에 의해 연결된 구조를 갖는다.
본체 (351) 는 슬라이드 가이드부 (340) 가 끼워지는 2 개의 구멍부 (355) 를 구비하고, 이 구멍부 (355) 가 베이스부 (310) 에 고정된 2 개의 슬라이드 가이드부 (340) 와 끼워맞춰짐으로써, 슬라이드 가이드부 (340) 를 따라 X 방향으로 이동가능하게 지지된다. 또한, 본체 (351) 의 상부에는, 팔로워부 (360) 에 끼워맞춰지는 구멍부 (357) 가 형성된다.
연결부 (352) 는 오목한 모양으로 형성되고, 그 오목한 부분에 링크부 (330) 의 핀구멍 (332) 과 끼워맞춰지는 핀 (356) 을 구비한다.
또한, 스프링부 (353) 는, 와이어 커트 방식의 방전 가공기 등에 의해 가공된 탄성 힌지 기구에 의해 구성되고, 연결부 (352) 를 본체 (351) 에 대하여 X 방향으로 이동가능하게 연결한다. 그리고, 이 스프링부 (353) 의 탄성력에 의해, 레티클 (R) 을 눌러 유지하는 힘이 부여된다. 따라서, 스프링부 (353) 의 스프링 상수를 조정함으로써 레티클 클램프 (300) 의 누름력을 조정할 수 있다. 또, 스프링부 (353) 는, 탄성 힌지 기구에 한정되지 않고, 코일 스프링이나 판 스프링 등의 탄성체를 사용해도 된다.
팔로워부 (360) 는, 본체 (361), 본체 (361) 의 양단에 형성된 핀부 (362), 본체 (361) 의 상부에 형성된 캠 팔로워 (363), 본체 (361) 로부터 레티클 (R) 방향을 향하여 연장되는 2 장의 판 스프링 (364), 판 스프링 (364) 의 하면측에 겹치 도록 배치되어 판 스프링 (364) 이 하방측으로 변형되는 것을 규제하는 2 장의 서포트판 (365) 으로 구성된다.
팔로워부 (360) 는, 본체 (361) 의 양단에 형성된 핀부 (362) 가 클램핑 스프링부 (350) 의 구멍부 (357) 에 끼워짐으로써, 클램핑 스프링부 (350) 에 회전가능하게 지지된다. 또, 팔로워부 (360) 의 본체 (361) 와 클램핑 스프링부 (350) 의 본체 (351) 가 맞닿음으로써, 소정 이상으로 회전하지 않도록 규제되고 있다. 구체적으로는, 판 스프링 (364) 이 수평이 되는 위치로부터 하방으로는 회전할 수 없도록 되어 있다 (도 5 및 도 6 참조).
2 장의 판 스프링 (유지 장치; 364) 의 각각의 선단에는, 베이스부 (310) 의 클릭부 (314) 가 끼워지는 직사각형의 구멍부 (364a) 가 형성된다. 또한, 2 장의 서포트판 (365) 의 각각의 선단으로서 판 스프링 (364) 의 구멍부 (364a) 에 대응하는 부분에는, コ 자 모양으로 잘려나간 노치부 (365a) 가 형성된다.
또한, 캠 팔로워 (363) 에는, 후술하는 캠부재 (400) 와의 접촉시의 마찰을 완화시키기 위해 베어링 (축받이; 363a) 이 형성된다.
다음으로, 상기 서술한 레티클 스테이지 장치 (200) 를 노광 장치 (100) 에 적용한 실시형태에 관해서 설명한다. 도 3 은 노광 장치 (100) 를 나타내는 모식도이다.
노광 장치 (100) 는, 노광용 조명광 (노광광; EL) 을 레티클 (R) 에 조사하면서 레티클 (R) 과 웨이퍼 (판상체, 기판; W) 를 일차원 방향으로 상대적으로 동기 이동시키고, 레티클 (R) 에 형성된 패턴 (회로 패턴 등; PA) 을 투영 광학계 (40) 를 통하여 웨이퍼 (W) 상에 전사하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치, 이른바 스캐닝 스테퍼이다.
이 노광 장치 (100) 는, 노광용 조명광 (EL) 에 의해 레티클 (R) 을 조명하는 노광 조명계 (10), 레티클 (R) 을 유지하는 레티클 스테이지 장치 (200), 레티클 (R) 로부터 사출되는 노광용 조명광 (EL) 을 웨이퍼 (W) 상에 조사하는 투영 광학계 (40), 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 스테이지 장치 (50), 노광 장치 (100) 의 동작을 통괄적으로 제어하는 주제어계 (70) 로 구성된다.
노광 조명계 (10) 는, 광원 (12) 으로부터 조사된 노광용 조명광 (EL) 을 레티클 (R) 상의 소정의 조명 영역 내에 거의 균일한 조도 분포로 조사하기 위해, 옵티컬 인티그레이터를 구비한다.
노광용 조명광 (EL) 에는, 파장 약 120㎚∼약 190㎚ 의 진공 자외선, 예를 들어, 발진 파장 193㎚ 의 ArF 엑시머레이저 (ArF 레이저), 발진 파장 157㎚ 의 불소 레이저 (F2 레이저), 발진 파장 146㎚ 의 크립톤 다이머 레이저 (Kr2 레이저), 발진 파장 126㎚ 의 아르곤 다이머 레이저 (Ar2 레이저) 등이 사용된다.
레티클 스테이지 장치 (200) 는, 노광 조명계 (10) 의 바로 아래에 형성된다. 레티클 스테이지 장치 (200) 의 구체적 구성은 전술한 바와 동일하다.
레티클 스테이지 장치 (200) 의 스테이지부 (203) 는, 패턴 (PA) 을 밑으로 한 레티클 (R) 을 유지하여 Y 방향으로 일차원 주사 이동하는데, 그 이동 경로 중에는, 레티클 (R) 을 레티클 홀더 (211) 에 탑재시키는 로드 영역 (제 2 영역; A2) 과, 레티클 홀더 (211) 로부터 레티클 (R) 을 꺼내는 언로드 영역 (제 3 영역; A3) 과, 레티클 (R) 에 노광용 조명광 (EL) 을 조사하는 노광 영역 (A4) 이 존재한다. 통상, 로드 영역 (A2) 과 언로드 영역 (A3) 이 일치하는 영역 (이하, 이 일치하는 영역을 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 이라고 한다) 이고, 또한, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 장치 치수의 제약 등으로 인해 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 과 노광 영역 (A4) 은 일부가 겹친 상태로 되어 있다. 또, 스테이지부 (203) 의 이동 경로 중에는, 후술하는 클램프 구동 영역 (제 1 영역; A1) 도 포함된다.
그리고, 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 내의 상부에는, 상기 서술한 레티클 클램프 (300) 의 팔로워부 (360) 와 일체가 되어 캠 장치 (변환 장치; C) 로서 기능하는 캠부재 (400) 가 배치된다. 또, 캠부재 (400) 는, 후술하는 승강 장치 (410) 를 통해 레티클 정반 (202) 또는 칼럼 (201) 등에 고정된다.
도 4 는 캠부재 (400) 를 나타내는 모식도이다. 캠부재 (400) 는, 대략 L 자형으로 형성된 2 개의 부재 (401a, 401b) 를 대칭이 되도록 각각의 일방의 선단부분에서 회전가능하게 연결함으로써, 대략 コ 자형으로 형성된다.
그리고, 각 부재 (401a, 401b) 의 하면에는, 상기 서술한 팔로워부 (360) 의 캠 팔로워 (363) 가 삽입되는 홈 (402a, 402b) 이 형성된다. 홈 (402a, 402b) 의 폭은, 각 부재 (401a, 401b) 의 선단부분에 있어서 크게 형성되고, +Y 방향을 향함에 따라서 캠 팔로워 (363) 의 폭보다도 약간 넓어지도록 서서히 가늘게 형성된다. 또한, 홈 (402a, 402b) 은, 선단부분에서는 내측으로 치우쳐 형성되고, +Y 방향을 향함에 따라서 서서히 외측에 가까이 형성되고, 그 후에는, Y 방향으로 평행부분이 레티클 (R) 의 폭 치수 이상으로 형성된다 (이하, 홈 (402a, 402b) 이 내측으로부터 서서히 외측에 가까워지도록 형성된 영역을 클램프 구동 영역 (A1) 이라고 한다.). 따라서, 캠 팔로워 (363) 가 도 4 의 지면 좌측에서 +Y 방향으로 이동해 가면, 폭이 넓게 형성된 선단부분의 홈 (402a, 402b) 안에 삽입된다. 그리고, 좀 더 +Y 방향으로 이동하면, 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과할 때에, 내측에서 외측으로 이동하도록 안내된다.
또한, 캠부재 (400) 의 선단에는, 부재 (401a, 401b) 사이에 스프링 (완충 장치; 403) 이 형성된다. 부재 (401a, 401b) 가 회전가능하게 연결되는 것과 함께 스프링 (403) 이 형성됨으로써, 홈 (402a, 402b) 에 삽입되는 캠 팔로워 (363) 에 대하여 미동이 가능해져, 캠 팔로워 (363) 와 홈 (402a, 402b) 의 충돌 및 마찰을 경감시키는 것이다.
또한, 캠부재 (400) 에는, 캠부재 (400) 를 상방으로 이동시키는 승강 장치 (퇴피 장치; 410) 가 형성된다. 승강 장치 (410) 는, 예를 들어 에어 실린더 등에 의해 구성되고, 캠부재 (400) 를 상승시키는 것에 의해 캠부재 (400) 와 레티클 클램프 (300) 가 이간되어, 캠 팔로워 (363) 가 홈 (402a, 402b) 에 삽입될 수 없게 된다. 이와 같이, 승강 장치 (410) 에 의해 캠부재 (400) 를 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 밖으로 퇴피시키거나, 반대로 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 내에 캠부재 (400) 를 침입시킬 수 있다.
도 3 으로 돌아가, 투영 광학계 (40) 는, 형석, 불화리튬 등의 불화물 결정으로 이루어지는 렌즈나 반사경 등과 같은 복수의 투영 렌즈계를 투영계 하우징 (경통) 으로 밀폐한 것이다. 투영 렌즈계는, 레티클 (R) 을 통해 사출되는 조명광을 소정의 투영 배율 (β; β 는 예를 들어, 1/4) 로 축소하여, 레티클 (R) 의 패턴 (PA) 의 이미지를 웨이퍼 (W) 상의 특정 영역 (쇼트 영역) 에 결상시킨다. 또, 투영 광학계 (40) 의 투영 렌즈계의 각 요소는 각각 유지부재를 통하여 투영계 하우징에 지지되고, 그 각 유지부재는 각 요소의 주연부 (周緣部) 를 유지하도록 예를 들어, 원고리형으로 형성되어 있다 (모두 도시 생략).
웨이퍼 스테이지 장치 (스테이지 장치; 50) 는, 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 홀더 (52) 와 XY 평면 내에서 이동가능한 웨이퍼 스테이지 (53) 등으로 구성된다. 웨이퍼 홀더 (52) 는, 웨이퍼 스테이지 (53) 에 지지됨과 함께, 웨이퍼 (W) 를 진공 흡착에 의해 유지한다. 웨이퍼 스테이지 (53) 는, 서로 직교하는 방향으로 이동가능한 한 쌍의 블록을 베이스 (54) 상에서 포갠 것으로, 도시를 생략한 구동부에 의해 XY 평면 내에서 이동이 가능하게 되어 있다.
그리고, 외부에 형성한 레이저 간섭식 측장기에 의해 웨이퍼 스테이지 (53) 의 X 방향 및 Y 방향의 위치가 축차 검출되어, 주제어계 (70) 에 출력된다.
웨이퍼 홀더 (52) 의 -X 측 단부에는, 평면경으로 이루어지는 X 이동경 (56X) 이 Y 방향으로 연장되어 형성된다. 이 X 이동경 (56X) 에 거의 수직으로 외부에 배치된 X 축 레이저 간섭계 (57X) 로부터의 측장 (測長) 빔이 투사되고, 그 반사광이 X 축 레이저 간섭계 (57X) 에 수광됨으로써 웨이퍼 (W) 의 X 위치가 검출된다. 또한, 대략 동일한 구성에 의해, 도시를 생략한 Y 축 레이저 간섭계 (57Y) 에 의해 웨이퍼 (W) 의 Y 위치가 검출된다.
그리고, 웨이퍼 스테이지 (53) 의 XY 면 내의 이동에 의해, 웨이퍼 (W) 상의 임의의 쇼트 영역을 레티클 (R) 의 패턴 (PA) 의 투영 위치 (노광 위치) 에 위치 결정하고, 레티클 (R) 의 패턴 (PA) 의 이미지를 웨이퍼 (W) 에 투영 전사한다.
주제어계 (70) 는, 노광 장치 (100) 를 통괄적으로 제어하는 것이다. 예를 들어, 노광량 (노광광의 조사량) 이나 후술하는 레티클 스테이지 장치 (200) 및 웨이퍼 스테이지 (53) 의 위치 등을 제어하여, 레티클 (R) 에 형성된 패턴 (PA) 의 이미지를 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역에 전사하는 노광 동작을 반복하여 실시한다. 또한, 주제어계 (70) 에는, 각종 연산을 행하는 연산부 (71) 외에, 각종 정보를 기록하는 기억부 (72) 가 형성된다.
계속해서, 이상과 같은 구성을 구비한 노광 장치 (100) 를 사용하여, 레티클 (R) 에 노광용 조명광 (EL) 을 조사하고, 레티클 (R) 에 형성된 패턴 (PA) 을 웨이퍼 (W) 상에 전사하는 노광 처리를 실시하는 방법에 관해서 설명한다.
본 실시형태의 노광 처리 방법은, 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 상에 로드하는 공정, 레티클 클램프 (300) 에 의해 레티클 (R) 을 눌러 유지하는 공정, 노광 처리하는 공정, 레티클 클램프 (300) 에 의한 레티클 (R) 의 유지를 해제하는 공정, 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 로부터 언로드하는 공정으로 이루어진다.
레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 상에 로드하는 공정에 관해서 설명한다. 레티클 (R) 을 재치하기 전 (초기 상태) 에는, 레티클 스테이지 장치 (200) 는 노광 영역 (A4) 에 위치한다. 또한, 레티클 클램프 (300) 는, 패드부 (320) 가 솟아 오른 상태 (도 5a 참조), 또는 내려간 상태 (도 5d 참조) 중 어떠한 상태여도 좋다. 그리고, 캠부재 (400) 는 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 내에 배치된다.
그리고, 주제어계 (70) 로부터의 지령에 의해 스테이지부 (203) 가 +Y 방향으로 이동하여, 노광 영역 (A4) 으로부터 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 까지 이동하고, 정지한다. 스테이지부 (203) 의 이동에 따라서, 레티클 클램프 (300) 의 캠 팔로워 (363) 는 캠부재 (400) 의 홈 (402a, 402b) 에 삽입된다. 그리고, 캠 팔로워 (363) 는 일단 내측 (레티클 (R) 에 가까워지는 방향) 으로 이동하지만, 스테이지부 (203) 가 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 에서 정지했을 때에는, 모든 캠 팔로워 (363) 가 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과하여, 외측 (레티클 (R) 에서 멀어지는 방향) 으로 이동한다. 이것에 의해, 모든 레티클 클램프 (300) 가, 패드부 (320) 를 상방으로 솟아 오르게 한 상태로 유지된다. 또, 레티클 클램프 (300) 의 구체적인 동작에 관해서는 후술한다. 또한, 캠 팔로워 (363) 에 형성된 베어링 (363a) 과 캠부재 (400) 에 형성된 스프링 (403) 에 의해 캠 팔로워 (363) 와 홈 (402a, 402b) 의 접촉 저항은 완화되어, 캠 팔로워 (363) 가 원활하게 홈 (402a, 402b) 내를 이동한다.
그리고, 도시를 생략한 레티클 반송 장치에 의해 외부로부터 레티클 (R) 이 반송되어, 스테이지부 (203) 상의 레티클 홀더 (211) 상에 재치되고, 또한 레티클 (R) 은 레티클 홀더 (211) 에 의해 흡착 유지된다.
다음으로, 레티클 클램프 (300) 에 의해 레티클 (R) 을 눌러 유지하는 공정에서는, 스테이지부 (203) 에 레티클 (R) 을 재치한 상태에서 -Y 방향으로 이동시킨다. 스테이지부 (203) 의 이동에 따라서, 레티클 클램프 (300) 의 캠 팔로워 (363) 는, 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과할 때에 캠부재 (400) 의 홈 (402a, 402b) 을 따라서 순차적으로 내측으로 이동한다. 이와 같이, 캠 팔로워 (363) 가 외측에서 내측으로 이동함으로써 레티클 클램프 (300) 가 구동되어, 레티클 (R) 을 순차적으로 눌러서 유지 (클램프) 한다.
그리고, 스테이지부 (203) 가 좀 더 -Y 방향으로 이동하면, 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 으로부터 노광 영역 (A4) 내로 이동함으로써, 레티클 클램프 (300) 의 캠 팔로워 (363) 는 캠부재 (400) 의 홈 (402a, 402b) 으로부터 순차적으로 빠져 나온다. 그러나, 레티클 클램프 (300) 에 의한 레티클 (R) 의 누름 유지는, 판 스프링 (364) 의 작용에 의해 유지된다.
여기서, 레티클 클램프 (300) 에 의해 레티클 (R) 을 유지시킬 (누를) 때의 동작에 관해서 상세하게 서술한다. 도 5 는, 레티클 (R) 을 눌러 유지할 때의 동작을 나타내는 도면이다.
우선, 도 5a 에 나타낸 바와 같이, 스테이지부 (203) 상의 레티클 홀더 (211) 에는 레티클 (R) 이 재치되어, 흡착 유지되어 있다. 이 때, 레티클 클램프 (300) 의 패드부 (320) 가 솟아 올라 있는 상태이기 때문에, 레티클 (R) 과 레티클 클램프 (300) 가 간섭하지 않는다. 그리고, 레티클 (R) 이 흡착 유지된 후에, 캠 팔로워 (363) 에 레티클 (R) 측을 향한 힘을 작용시킨다. 즉, 캠 팔로워 (363) 가 클램프 구동 영역 (A1) 에 침입하여, 캠부재 (400) 의 홈 (402a, 402b) 을 따라서 내측 (레티클 (R) 에 가까워지는 방향) 으로 이동하기 시작한 경우이다.
캠 팔로워 (363) 에 레티클 (R) 측 (지면 왼쪽 방향) 을 향한 힘을 작용시키면, 캠 팔로워 (363) 를 핀부 (362) 둘레로 회전시키는 모멘트가 작용하지만, 도 5b 에 나타낸 바와 같이, 팔로워부 (360) 는 클램핑 스프링부 (350) 에 맞닿기 때문에, 팔로워부 (360) 가 클램핑 스프링부 (350) 에 대하여 회전하지 않고, 팔로워부 (360) 와 클램핑 스프링부 (350) 가 일체가 되어 슬라이드 가이드부 (340) 를 따라서 베이스부 (310) 를 향하여 이동하기 시작한다. 이 이동에 따라서 캠 팔로워 (363) 에 작용시킨 힘은 링크부 (330) 를 통하여 패드부 (320) 에 전달되어, 패드부 (320) 를 핀구멍 (321) 둘레로 회전시킨다. 또, 패드부 (320) 는 원활하게 회전되기 때문에, 클램핑 스프링부 (350) 의 스프링부 (353) 는 거의 변형되지 않는다.
그리고, 캠 팔로워 (363) 에 레티클 (R) 측을 향한 힘을 작용시키면, 도 5c 에 나타낸 바와 같이, 팔로워부 (360) 의 판 스프링 (364) 이 베이스부 (310) 의 상면에 형성된 클릭부 (314) 에 맞부딪혀, 클릭부 (314) 의 경사면을 따라 상방으로 젖히도록 변형된다. 또, 서포트판 (365) 에는 コ 자 모양의 노치부 (365a) 가 형성되어 있기 때문에, 클릭부 (314) 에 맞부딪치는 일 없이 클릭부 (314) 를 피하여 레티클 (R) 방향으로 이동한다. 또한, 패드부 (320) 는 핀구멍 (321) 둘레로 다시 회전하여, 접촉부 (322) 가 레티클 (R) 에 맞닿는다. 접촉부 (322) 가 레티클 (R) 에 맞닿음으로써 패드부 (320) 는 핀구멍 (321) 둘레로 다시 회전하는 것이 불가능해지기 때문에, 클램핑 스프링부 (350) 의 스프링부 (353) 가 변형하기 시작한다.
그리고, 다시 캠 팔로워 (363) 에 레티클 (R) 측을 향한 힘을 작용시킨다. 즉, 캠 팔로워 (363) 가 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과하여 가장 내측으로 이동한 상태이다. 그러면, 도 5d 에 나타낸 바와 같이, 판 스프링 (364) 이 베이스부 (310) 의 상면에 형성한 클릭부 (314) 를 넘어가, 판 스프링 (364) 의 구멍부 (364a) 와 클릭부 (314) 가 끼워지고, 판 스프링 (364) 의 변형이 초기 상태 (평평한 상태) 로 복귀된다. 또한, 클램핑 스프링부 (350) 의 스프링부 (353) 는 더욱 변형하여, 패드부 (320) 를 통해 레티클 (R) 을 세게 누른다.
마지막으로, 이 상태에서 캠 팔로워 (363) 에 레티클 (R) 을 향한 힘을 해제시킨다. 즉, 레티클 클램프 (300) 의 캠 팔로워 (363) 가, 캠부재 (400) 의 홈 (402a, 402b) 에서 빠져 나온 상태이다. 캠 팔로워 (363) 에 작용시켰던 힘을 해제하면, 클램핑 스프링부 (350) 의 스프링부 (353) 의 탄성력에 의해, 클램핑 스프링부 (350) 를 리니어 모터측을 향하여 이동시키는 힘이 작용한다. 그러나, 클램핑 스프링부 (350) 와 연결되는 팔로워부 (360) 의 판 스프링 (364) 이 클램핑 스프링부 (350) 의 리니어 모터측으로의 이동을 규제한다. 즉, 판 스프링 (364) 의 구멍부 (364a) 가 베이스부 (310) 의 클릭부 (314) 에 끼워져 있기 때문에, 판 스프링 (364) 을 리니어 모터측으로 이동시키려 해도 구멍부 (364a) 가 클릭부 (314) 의 수직면 (314b) 에 부딪혀, 리니어 모터측으로의 이동이 규제된다. 따라서, 캠 팔로워 (363) 에 작용시킨 레티클 (R) 방향의 힘을 해제하더라도, 팔로 워부 (360) 의 판 스프링 (364) 의 작용에 의해 스프링부 (353) 의 변형이 개방되는 일 없이, 레티클 (R) 을 누른 상태가 유지된다.
이렇게 해서, 레티클 클램프 (300) 에 의해 레티클 (R) 이 강고하게 눌려 유지된다.
이어서, 노광 처리하는 공정에서는, 노광 처리를 시작하기에 앞서, 캠부재 (400) 를 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 으로부터 퇴피시킨다. 즉, 승강 장치 (410) 를 구동하여 캠부재 (400) 를 상승시켜서, 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 밖으로 이동시킨다.
그리고, 캠부재 (400) 를 퇴피시킨 후에, 종래와 같이 노광용 조명광 (노광광; EL) 을 레티클 (R) 에 조사하면서 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 를 일차원 방향으로 상대적으로 동기 이동시킴으로써, 레티클 (R) 에 형성된 패턴 (PA) 을 투영 광학계 (40) 를 통해 웨이퍼 (W) 상에 전사한다.
이와 같이, 캠부재 (400) 를 퇴피시킨 후에 노광 처리하는 것은, 노광 처리 중에 레티클 클램프 (300) 에 의한 레티클 (R) 의 눌림이 해제되지 않도록 하기 위해서이다. 즉, 노광 처리 중에는, 스테이지부 (203) 는 Y 방향으로 고속으로 왕복 이동한다. 그리고, 전술한 바와 같이, 노광 영역 (A4) 과 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 은 일부 중복되어 있다. 이 때문에 캠부재 (400) 가 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 내에 존재한 상태 그대로이면, 노광 처리 중에, 복수의 레티클 클램프 (300) 중의 일부가 캠부재 (400) 의 홈 (402a, 402b) 에 삽입되고 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과하여, 레티클 (R) 을 눌러 유지시킨 상태가 해제되어 버리기 때문 이다.
이와 같이, 노광 처리를 시작하기에 앞서, 캠부재 (400) 를 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 으로부터 퇴피시키는 것에 의해, 노광 처리 중에 레티클 클램프 (300) 가 개방될 우려를 사전에 해소할 수 있다.
이어서, 레티클 클램프 (300) 에 의한 레티클 (R) 의 유지를 해제하는 공정에 관해서 설명한다.
노광 처리가 완료되면, 승강 장치 (410) 를 구동하여 캠부재 (400) 를 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 내의 위치까지 이동시킨다. 또, 이 때, 스테이지부 (203) 는, 캠부재 (400) 와의 간섭을 회피시키기 위해 가능한 한 -Y 방향으로 이동시켜 둔다.
그리고, 스테이지부 (203) 를 +Y 방향으로 이동시켜, 노광 영역 (A4) 으로부터 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 내의 위치까지 이동시킨다. 스테이지부 (203) 의 이동에 따라서, 레티클 클램프 (300) 의 캠 팔로워 (363) 는, 캠부재 (400) 의 홈 (402a, 402b) 에 삽입되고, 순차 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과하여, 내측 (레티클 (R) 측) 에서 외측으로 이동한다. 이와 같이, 캠 팔로워 (363) 를 내측에서 외측으로 이동시키는 것에 의해 레티클 클램프 (300) 가 구동하여, 레티클 (R) 의 누름 유지가 순차 개방된다.
여기서, 레티클 클램프 (300) 에 의한 레티클 (R) 의 유지 (누름) 를 개방할 때의 동작에 관해서 상세하게 서술한다. 도 6 은, 레티클 (R) 의 유지를 개방할 때의 동작을 나타내는 도면이다.
우선, 도 6a 에 나타낸 바와 같이, 캠 팔로워 (363) 에 레티클 (R) 로부터 멀어지는 방향 (지면 오른쪽 방향) 의 힘을 작용시킨다. 즉, 레티클 클램프 (300) 의 캠 팔로워 (363) 가 캠부재 (400) 의 홈 (402a, 402b) 에 삽입되고, 클램프 구동 영역 (A1) 에 침입하여, 외측 (레티클 (R) 로부터 멀어지는 방향) 으로 이동하기 시작한 상태이다.
캠 팔로워 (363) 에 레티클 (R) 로부터 멀어지는 방향의 힘을 작용시키면, 도 6b 에 나타낸 바와 같이, 캠 팔로워 (363) 를 핀부 (362) 둘레로 회전시키는 모멘트가 작용하여 팔로워부 (360) 가 핀부 (362) 둘레로 회전하기 시작한다.
팔로워부 (360) 가 핀부 (362) 둘레로 소정 각도 이상으로 회전하면, 도 6c 에 나타낸 바와 같이, 판 스프링 (364) 의 구멍부 (364a) 가 클릭부 (314) 의 수직면 (314b) 을 넘어가, 판 스프링 (364) 과 클릭부 (314) 의 결합이 해제된다. 이것에 의해, 스프링부 (353) 의 변형이 개방가능해지고, 팔로워부 (360) 와 클램핑 스프링부 (350) 가 일체가 되어, 슬라이드 가이드부 (340) 를 따라서 지면 오른쪽을 향하여 이동하기 시작한다. 그리고, 이 이동에 수반하여 링크부 (330) 가 지면 오른쪽으로 이동하기 때문에, 패드부 (320) 는 핀구멍 (321) 둘레로 회전하기 시작한다.
그리고, 팔로워부 (360) 와 클램핑 스프링부 (350) 를 초기 위치까지 복귀시킨다. 즉, 캠 팔로워 (363) 가 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과하여, 가장 외측으로 이동한 상태이다. 그러면, 도 6d 에 나타낸 바와 같이, 패드부 (320) 가 상방으로 솟아 올라, 레티클 (R) 상으로부터 퇴피된다.
이상과 같이 하여, 레티클 클램프 (300) 에 의한 레티클 (R) 의 누름 유지가 개방된다.
마지막으로, 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 로부터 언로드하는 공정에서는, 레티클 클램프 (300) 에 의한 레티클 (R) 의 유지가 해제된 후에 또는 동시에, 레티클 홀더 (211) 에 의한 레티클 (R) 의 흡착 유지를 해제한다. 그리고, 도시를 생략한 레티클 반송 장치에 의해 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 상으로부터 외부를 향하여 반송한다. 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 상으로 반입했을 때와 마찬가지로, 레티클 클램프 (300) 의 패드부 (320) 가 솟아 올라가 있기 때문에, 간섭없이 레티클 (R) 을 반출시킬 수 있다.
이상과 같이, 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 상에 강고하게 유지시킴과 함께, 노광 처리 중에는 그 유지를 지속할 수 있다. 또한, 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 상에 탑재하거나 내릴 때에만, 레티클 클램프 (300) 의 누름 유지를 해제할 수 있다.
그리고, 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (200) 상에 강고하게 유지시킴으로써, 레티클 스테이지 장치 (200) 를 빠른 가속으로 이동시키더라도 레티클 (R) 이 어긋나지 않고, 웨이퍼 (W) 상에 고정밀한 패턴 (PA) 을 형성할 수 있다.
또, 노광 처리 중에 레티클 클램프 (300) 에 의한 레티클 (R) 의 누름 유지가 해제되어 있지 않음을 확인하기 위해, 검출 장치를 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 레티클 클램프 (300) 의 링크부 (330) 상면에 반사경을 형성함과 함께, 노광 영역 (A4) 의 상방에 레이저 측장기를 설치한다. 그리고, 레이저 측장기 의 하방을 통과하는 링크부 (330) 의 상면 높이를 계측함으로써, 레티클 클램프 (300) 의 동작 상황을 검출하는 것이 가능해진다. 또는, 클램핑 스프링부 (350) 의 본체 (351) 위치를 계측하거나, 본체 (351) 가 최후방으로 이동했을 때에 작동하는 리미트 스위치를 형성해도 좋다.
이와 같이, 레티클 클램프 (300) 의 동작 상황을 검출함으로써 레티클 (R) 이 레티클 스테이지 장치 (200) 상에 확실하게 유지되기 때문에, 노광 처리 중에 레티클 클램프 (300) 가 해제되는 것에 기인하는 문제를 피할 수 있다.
다음으로, 도 7∼도 14 를 참조하면서, 본 발명의 스테이지 장치 등의 제 2 실시예에 관해서 설명한다.
도 7 은 본 발명에 관련된 레티클 스테이지 장치 (500) 를 나타내는 사시도, 도 8 은 레티클 스테이지 장치 (500) 의 분해 사시도, 도 9 는 스테이지부 (520) 를 나타내는 사시도 및 단면도, 도 10 은 레티클 홀더 (525) 와 레티클 클램프 (600) 의 배치를 나타내는 도면이다. 또, 제 1 실시형태에 있어서의 레티클 스테이지 장치 (200) 와 동일한 구성 요소 등에 관해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
레티클 스테이지 장치 (500) 는, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 레티클 정반 (510), 레티클 정반 (510) 상을 Y 방향으로 소정 스트로크에 의해 구동되는 스테이지부 (520), 스테이지부 (520) 를 둘러싸도록 배치된 프레임형 부재 (530), 및 스테이지부 (520) 를 구동하는 레티클 스테이지 구동계 (리니어 모터 (540), 보이스 코일 모터 (550)) 등을 구비한다.
레티클 정반 (베이스부; 510) 은, 도시를 생략한 지지부재에 의해 대략 수평으로 지지되어 있다. 그리고, 레티클 정반 (510) 은 도 8 에 나타낸 바와 같이 대략 판모양의 부재로 이루어지며, 그 대략 중앙에는 돌출부 (516a) 가 형성된다. 또, 돌출부 (516a) 의 대략 중앙에는, 노광용 조명광 (EL) 을 통과시키기 위해, X 축 방향을 길이방향으로 하는 직사각형 개구 (516b) 가 Z 방향으로 연통 (連通) 상태에서 형성된다.
스테이지부 (이동부재; 520) 는, 도 9a 에 나타낸 바와 같이, 대략 직사각형상의 스테이지 본체 (522), 스테이지 본체 (522) 로부터 Y 방향으로 연장 형성된 4 개의 연장부 (524) 등으로 구성된다. 4 개의 연장부 (524) 의 하면에는, 각각 기체 정압 축받이가 형성된다. 이것에 의해, 스테이지부 (520) 는, 레티클 정반 (510) 상에 수 마이크론 정도의 클리어런스 (clearance) 를 사이에 두고 비접촉으로 부상 지지된다.
스테이지부 (520) 의 -Y 방향의 단부에는 코너 큐브로 이루어지는 한 쌍의 Y 이동경 (233a, 233b) 이 고정되고, 외부에 형성한 간섭계 (235a∼235c) (도 12 참조) 에 의해 Y 이동경 (233a, 233b) 의 Y 방향 위치를 측정함으로써, 스테이지부 (520) (레티클 (R)) 의 Y 방향 위치가 고정밀도로 계측된다.
또한, 스테이지 본체 (522) 의 대략 중앙에는, 노광용 조명광 (EL) 의 통로가 되는 단 (段) 이 형성된 개구 (523) 가 형성되고, 이 단이 형성된 개구 (523) 의 단부 (1 단 파내려 간 부분) 에는, 레티클 (R) 을 하측으로부터 흡착 유지하는 레티클 홀더 (재치면; 525) 가 형성된다. 또, 단이 형성된 개구 (523) 의 X 방 향의 양변을 따라서 4 개 (각 변에 각각 2 개) 의 레티클 클램프 (600) 가 배치된다. 또, 레티클 클램프 (600) 의 구성에 관해서는 후술한다.
도 10 에 나타낸 바와 같이, 레티클 홀더 (525) 는, 단이 형성된 개구 (523) 의 X 방향 외측에, Y 방향을 따라서 직사각형상으로 형성된 흡착면 (525a, 525b) 을 가지고, 레티클 (R) 의 X 방향 양단의 영역을 레티클 하면측으로부터 진공 흡착에 의해 유지시킨다. 또한, 진공 흡착 대신에 정전 흡착을 이용해도 되고, 진공 흡착과 정전 흡착을 병용해도 된다.
레티클 클램프 (600) 는, 레티클 홀더 (525) 보다도 좀 더 X 방향의 외측으로 4 대가 배치되고, 레티클 홀더 (525) 에 의해 흡착 유지된 레티클 (R) 의 X 방향 양단의 영역을 레티클 상의 양측으로부터 복수 지점에서 눌러 유지한다. 각 레티클 클램프 (600) 는, 각각 레티클 (R) 을 2 지점에서 누르기 (2 개의 클램핑 에어리어 (600p) 를 갖기) 때문에, 전체적으로 레티클 (R) 을 8 지점에서 눌러 유지하고 있다.
도 10 에 나타낸 바와 같이, 각 레티클 클램프 (600) 가 레티클 (R) 을 누르는 위치는 흡착면 (525a) 또는 흡착면 (525b) 과 겹치는 위치에 설정되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 흡착면 (525a, 525b) 을 복수의 영역으로 분할하여, 흡착하여 유지하는 영역과 눌러서 유지하는 영역이 Y 방향에 관해 번갈아 배치되도록 해도 된다. 또, 레티클 (R) 의 내측 (단이 형성된 개구 (523) 에 가까운 측) 을 흡착 유지하고, 그 외측을 눌러 유지하도록 배치해도 되며, 반대로 레티클 (R) 의 내측을 눌러 유지하고, 그 외측을 흡착 유지하도록 배치 해도 된다. 클램핑 영역 (600p) 의 크기는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 각 레티클 클램프 (600) 에 있어서, Y 방향의 폭을 20∼40㎜, X 방향의 폭을 5∼20㎜ 로 설정할 수 있다.
레티클 클램프 (600) 에 의한 레티클 (R) 의 누름 유지력은, 예를 들어 1 개의 클램핑 에어리어 (600p) 에 있어서 0.5∼2.0kgf 로 할 수 있다. 또한, 레티클 클램프 (600) 에 의한 누름 유지력과, 레티클 홀더 (525) 에서의 레티클 (R) 의 흡착 유지력은, 예를 들어 레티클 (R) 전체로 볼 때 2 : 3 내지 2 : 5 의 비율이 되도록 설정된다. 레티클 클램프 (600) 에 의한 누름 유지력의 비율을 크게 하면 레티클 (R) 에 변형이 생길 가능성이 있기 때문에, 그와 같은 변형이 일어나지 않도록 레티클 클램프 (600) 의 누름력과 레티클 홀더 (525) 의 흡착 유지력을 적절히 설정하는 것이 바람직하다.
스테이지부 (520) 에 있어서, 단이 형성된 개구 (523) 의 X 방향 양측에는 리니어 모터 (540) 의 가동자 유닛 (544) 이 배치된다. 가동자 유닛 (544) 은, 도 9b 에 나타낸 바와 같이, 스테이지 본체 (522) 의 상면 및 하면에 한 쌍의 자극 유닛 (544a, 544b) 이 매립된다. 또, X 방향의 단부에는, 보이스 코일 모터 (550) 의 가동자 유닛 (544) 이 배치된다. 가동자 유닛 (544) 으로는, 판모양의 영구 자석 (554a) 이 사용된다.
레티클 스테이지 구동계는, 스테이지부 (520) 를 Y 방향으로 구동함과 함께 θZ 방향으로 미소 구동하는 한 쌍의 리니어 모터 (540) 와, 스테이지부 (520) 를 X 방향으로 미소 구동하는 보이스 코일 모터 (550) 로 이루어진다. 한 쌍의 리니어 모터 (540) 는, 프레임형 부재 (530) 의 내부의 X 방향 양측에, 각각 Y 방향으로 가설된 고정자 유닛 (542) 및 상기 서술한 가동자 유닛 (544) 으로 구성된다. 또한, 보이스 코일 모터 (550) 는, 프레임형 부재 (530) 의 내부의 -X 측에, Y 축 방향으로 가설된 고정자 유닛 (552) 및 상기 서술한 가동자 유닛 (554) 으로 구성된다.
고정자 유닛 (542) 은, Y 축 방향을 길이방향으로 하는 한 쌍의 Y 축 리니어 가이드 (542a, 542b) 로 이루어지고, Z 방향으로 소정 간격을 두고 서로 대향하면서 XY 면에 각각 평행하게 유지되어, 프레임형 부재 (530) 의 내벽면에 고정된다. 그리고, Y 축 리니어 가이드 (542a, 542b) 의 내부에는, Y 축 방향으로 소정 간격으로 복수의 전기자가 배치된다. 그리고, 각 Y 축 리니어 가이드 (542a, 542b) 사이에는, 소정의 클리어런스를 사이에 두고 스테이지부 (520) 의 자극 유닛 (544a, 544b) 이 배치된다.
고정자 유닛 (552) 은, Y 축 방향을 길이방향으로 하는 한 쌍의 전기자 유닛 (552a, 552b) 으로 이루어지고, Z 방향으로 소정 간격을 두고 서로 대향하면서 또한 XY 면에 각각 평행하게 유지되어, 프레임형 부재 (530) 의 내벽면에 고정된다. 그리고, 전기자 유닛 (552a, 552b) 사이에는, 소정의 클리어런스를 사이에 두고 스테이지부 (520) 의 영구 자석 (554a) 이 배치된다.
이와 같이, Y 축 리니어 가이드 (542a, 542b) 및 자극 유닛 (544a, 544b) 에 의해 스테이지부 (520) 를 Y 방향으로 이동가능한 이동 자석형의 리니어 모터 (540) 가 구성된다. 또한, 전기자 유닛 (552a, 552b) 과 영구 자석 (554a) 에 의해, 스테이지부 (520) 를 X 방향으로 미소 이동가능한 이동 자석형의 보이스 코일 모터 (550) 가 구성된다.
그리고, Y 축 리니어 가이드 (542a, 542b) 내의 전기자 코일에 전류가 공급되면, 스테이지부 (520) 를 Y 방향으로 구동하는 구동력이 발생한다. 또한, 전기자 유닛 (552a, 552b) 을 구성하는 전기자 코일에 Y 축 방향의 전류가 흐르면, 스테이지부 (520) 를 X 방향으로 구동하는 구동력이 발생한다.
프레임형 부재 (제 2 이동부재; 530) 는, 그 하면에 기체 정압 베어링이 형성된다. 이것에 의해, 프레임형 부재 (530) 는, 레티클 정반 (510) 상에 수 마이크론 정도의 클리어런스를 사이에 두고 비접촉으로 부상 지지된다. 또한, 프레임형 부재 (530) 의 +X 측면 및 +Y 측면에는, 자기 유닛으로 이루어지는 가동자 (561, 563, 565, 567) 가 형성된다. 이들 가동자 (561, 563, 565, 567) 에 대응하여 레티클 정반 (510) 에는, 지지대 (512) 를 통해, 전기자 유닛으로 이루어지는 고정자 (562, 564, 566, 568) 가 형성된다. 가동자 (561, 563, 565, 567) 는 그 내부에 영구 자석을 구비하고 있고, Z 방향의 자계를 형성한다. 고정자 (562, 564) 는 그 내부에 전기자 코일을 구비하고 있고, Y 방향으로 전류가 흐르도록 형성된다. 고정자 (566, 568) 는 그 내부에 전기자 코일을 구비하고 있고, X 방향으로 전류가 흐르도록 형성된다.
따라서, 가동자 (561, 563) 와 고정자 (562, 564) 에 의해, 이동 자석형 보이스 코일 모터로 이루어지는 X 축 방향 구동용의 트림 모터 (560X) 가 구성된다. 마찬가지로, 가동자 (565, 567) 와 고정자 (566, 568) 에 의해, 이동 자석형 보이스 코일 모터로 이루어지는 Y 축 방향 구동용의 트림 모터 (560Y) 가 구성된다. 이와 같이, 4 개의 트림 모터 (560X, 560Y) 에 의해, 프레임형 부재 (530) 를 X 축 방향, Y 축 방향, 및 θZ 방향의 3 자유도 방향으로 구동하는 것이 가능하다. 또한, 프레임형 부재 (530) 의 -X 방향 및 -Y 방향의 측벽에는 각각 창 유리 (532, 534) 가 끼워져 있어, 스테이지부 (520) 의 위치를 계측하는 레이저 간섭계 (235a∼235c) 로부터의 측장 빔이 투과가능하게 되어 있다.
스테이지부 (520) 의 Y 방향의 위치의 계측은, 레이저 간섭계 (235a∼235c) 로부터 나온 측장 빔을, 창 유리 (534) 를 통하여 Y 이동경 (233a, 233b) 에 조사하고, 그 반사광을 검출함으로써 실행된다. 스테이지부 (520) 의 X 방향, θZ 방향의 위치의 계측은, 레티클 정반 (510) 에 고정된 X 고정경 (도시 생략) 에 복수의 측장 빔을 조사하고, 그 반사광을 검출함으로써 실행된다. X 이동경은, 스테이지부 (520) 의 이동 범위를 커버하도록 Y 방향을 따라 길게 형성되어 있고, 프레임형 부재 (530) 의 외부에 형성된다. 창 유리 (534) 를 통과한 측장 빔은, 스테이지부 (520) 에 고정된 광학 소자에 의해 광로가 약 90도 구부러지고, 그 후 창 유리 (532) 를 통과하여 X 고정경에 도달하게 되어 있다. 또, 프레임형 부재 (530) 에 창 유리 (532, 534) 를 형성하지 않고, 프레임형 부재 (530) 의 내측 (범위 내) 에 상기 측장 빔의 사출부와 X 고정경을 배치하도록 해도 된다.
이와 같이 구성된 레티클 스테이지 장치 (500) 에서는, 스테이지부 (520) 의 이동에 수반되는 반력이 프레임형 부재 (530) 의 이동에 의해 소거된다. 예를 들어 스테이지부 (520) 가 X 축 방향으로 구동되면, 보이스 코일 모터 (550) 의 가동자가 스테이지부 (520) 와 일체로 X 축 방향으로 구동되고, 이 구동력의 반력이 보이스 코일 모터 (550) 의 고정자 (전기자 유닛 (552a, 552b)) 및 고정자가 고정된 프레임형 부재 (530) 에 작용한다. 프레임형 부재 (530) 는, 레티클 정반 (510) 에 대하여 소정의 클리어런스를 사이에 두고 비접촉으로 지지되어 있기 때문에, 상기 서술한 반력의 작용에 의해, 프레임형 부재 (530) 는 운동량 보존의 법칙에 따른 거리만큼 그 반력에 따른 방향으로 이동한다. 마찬가지로, Y 축 방향으로 구동된 경우에도, 운동량 보존의 법칙에 따라서 프레임형 부재 (530) 가 이동한다. 특히, 프레임형 부재 (530) 가 스테이지부 (520) 를 둘러싸도록 형성되어 있기 때문에, 필연적으로 대형화되고 그 중량이 커진다. 따라서, 스테이지부 (520) 와의 중량비를 크게 할 수 있다. 이 때문에, 프레임형 부재 (530) 의 이동 거리는 비교적 짧은 것으로 충분하다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 레티클 클램프 (600) 가 스테이지부 (520) 에 탑재되어 있기 때문에, 프레임형 부재 (카운터매스; 530) 의 중량은, 레티클 클램프 (600) 의 중량을 포함하는 스테이지부 (520) 의 중량을 고려하여 소정의 중량비가 되도록 설정되어 있다.
다음으로, 레티클 클램프 (600) 의 구성에 관해서 상세하게 서술한다. 도 11a 는 레티클 클램프 (600) 를 나타내는 사시도로, 레티클 (R) 을 눌러 유지하고 있을 때의 형태를 나타낸다. 또한, 도 11b 는 레티클 클램프 (600) 의 분해 사시도이다. 또, 레티클 클램프 (600) 는, 상기 서술한 레티클 클램프 (300) 와 기본적인 구조가 대략 동일하기 때문에, 레티클 클램프 (300) 와 동일한 부분에 관해서는 간략하게 설명한다.
레티클 클램프 (고정 장치; 600) 는, 도 11b 에 나타낸 바와 같이, 베이스부 (610), 패드부 (620), 슬라이드 가이드부 (640), 클램핑 스프링부 (650), 팔로워부 (660) 로 구성된다.
베이스부 (610) 는, 베이스부 (310) 와 대략 동일한 부재로, 오목부 (611) 에 형성된 핀 (612) 에 후술하는 패드부 (620) 를 회전가능하게 지지한다. 그리고, 양 옆에 형성된 2 개의 가이드 삽입 구멍 (613) 에, 로드부재 (641) 와 스토퍼부 (642) 로 이루어지는 슬라이드 가이드부 (640) 가 삽입, 고정된다. 또한, 베이스부 (610) 의 상면에는, 경사면 (614a) 과 대략 수직면 (614b) 을 갖는 2 개의 클릭부 (614) 가 형성된다.
패드부 (620) 는, 측면 (Y 방향) 에서 보면 대략 삼각형으로 형성된 부재로 이루어지고, 그 일 정점 부분에는 핀구멍 (621) 이 형성된다. 그리고, 전술한 바와 같이, 이 핀구멍 (621) 에는 베이스부 (610) 의 핀 (612) 이 끼워진다. 이것에 의해, 베이스부 (610) 의 오목부 (611) 에 수납되고, 회전가능하게 지지된다. 또, 핀구멍 (621) 과 핀 (612) 의 끼움부 내에는 스프링 기구가 내장되어, 패드부 (620) 를 상방으로 솟아 오르는 방향으로 탄성 지지한다. 또한, 패드부 (620) 의 하면에는, 레티클 홀더 (525) 에 재치된 레티클 (R) 과 맞닿는 접촉부 (622) 가 형성된다. 접촉부 (622) 는 Y 방향으로 연장된 상태로 형성된다. 레티클 (R) 을 보다 넓은 면에서 또는 복수 지점에서 가압하기 위해서이다. 본 실시형태에 있어서, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 각 접촉부 (622) 는 2 개의 클램핑 에어리어 (600p) 를 가지고 있고, 이 2 지점에서 레티클 (R) 을 균등한 힘으로 누르도록 되어 있다. 또, 접촉부 (322) 는, 맞닿는 레티클 (R) 에 손상을 주지 않도록 탄성체 (622a) 에 의해 구성되고, 그 전체 주위가 모따기되어 있다.
또한, 상방에 배치되는 다른 정점 부분에는, 후술하는 클램핑 스프링부 (650) 의 연결부 (652) 와 맞닿는 원호면 (623) 이 형성된다. 원호면 (623) 은, 연결부 (652) 의 롤러 (659) 와 함께 캠 기구를 형성한다. 구체적으로는, 클램핑 스프링부 (650) 의 롤러 (659) 에 의해 원호면 (623) 을 +X 방향으로 누름으로써, 패드부 (620) 를 핀구멍 (621) 둘레로 회전시키도록 되어 있다.
또한, 클램프점에 탄성 피봇을 형성하여, 레티클 (R) 의 두께의 오차, 편차 등에 상관없이 항상 같은 상태에서 레티클 (R) 을 누를 수 있도록 해도 된다.
클램핑 스프링부 (650) 는, 본체 (651) 와 연결부 (652) 와 스프링부 (653) 로 이루어지고, 본체 (651) 와 연결부 (652) 가 스프링부 (653) 에 의해 연결된 구조를 구비한다. 본체 (651) 는, 슬라이드 가이드부 (640) 가 끼워지는 2 개의 구멍부 (655) 를 구비하고, 이것에 의해 X 방향을 따라 이동가능하게 지지된다. 또한, 본체 (651) 상부의 대략 중앙부에는 캠 팔로워 (658) 가 형성된다. 그리고, 본체 (651) 상부의 양단에는, 팔로워부 (660) 가 끼워지는 구멍부 (657) 가 형성된다. 또, 캠 팔로워 (658) 에는, 후술하는 캠부재 (700) 와의 접촉시의 마찰을 완화시키기 위해 베어링 (축받이; 658a) 이 형성된다. 연결부 (652) 는 X 방향으로 연장된 부재로 이루어지고, 그 선단에는 롤러 (659) 가 형성된다. 스 프링부 (653) 는 탄성 힌지 기구에 의해 구성되고, 연결부 (652) 를 본체 (651) 에 대하여 X 방향으로 이동가능하게 연결한다. 그리고, 이 스프링부 (653) 의 탄성력에 의해 레티클 (R) 을 눌러 유지하는 힘이 부여된다.
팔로워부 (660) 는, 본체 (661), 본체 (661) 의 양단에 형성된 핀부 (662), 본체 (661) 의 상부에 형성된 캠 팔로워 (663), 본체 (661) 로부터 +X 방향을 향하여 연장되는 유지판 (665) 으로 구성된다. 팔로워부 (660) 는, 핀부 (662) 가 클램핑 스프링부 (650) 의 구멍부 (657) 에 끼워짐으로써, 클램핑 스프링부 (650) 에 회전가능하게 지지된다. 또, 핀부 (662) 와 구멍부 (657) 의 끼움부 내에는 스프링 기구가 내장되고 유지판 (665) 을 아래쪽을 향하여 누르는 방향으로 탄성 지지하여, 유지판 (665) 이 대략 수평이 되도록 유지된다.
유지판 (유지 장치; 665) 선단의 양측에는, 베이스부 (610) 의 클릭부 (614) 와 끼워맞춰지는 직사각형의 구멍부 (665a) 가 형성된다. 또, 캠 팔로워 (663) 에는, 후술하는 캠부재 (700) 와의 접촉시의 마찰을 완화시키기 위해 베어링 (축받이; 663a) 이 형성된다.
다음으로, 상기 서술한 레티클 스테이지 장치 (500) 를 노광 장치 (150) 에 적용한 실시형태에 관해서 설명한다. 도 12 는 노광 장치 (150) 를 나타내는 모식도이다. 또, 노광 장치 (150) 는, 레티클 스테이지 장치 (500) 를 제외하고는 노광 장치 (100) 와 대략 동일한 구성을 갖기 때문에, 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
레티클 스테이지 장치 (500) 는, 노광 조명계 (10) 의 바로 아래에 형성된 다. 레티클 스테이지 장치 (500) 의 구체적 구성은 전술한 바와 같다.
레티클 스테이지 장치 (500) 의 스테이지부 (520) 의 이동 경로 중에는, 레티클 스테이지 장치 (200) 의 경우와 마찬가지로, 로드ㆍ언로드 영역 (A0; 로드 영역 (A2), 언로드 영역 (A3)), 클램프 구동 영역 (A1), 노광 영역 (A4) 이 형성된다. 그리고, 로드ㆍ언로드 영역 (A0) 내의 상부에는, 상기 서술한 레티클 클램프 (600) 의 캠 팔로워 (658, 663) 와 일체가 되어 캠 장치 (변환 장치; C2) 로서 기능하는 캠부재 (700) 가 배치된다. 또, 캠부재 (700) 는 승강 장치 (710) 를 통해 레티클 정반 (510) 등에 고정된다.
도 13 은, 캠부재 (700) 를 나타내는 모식도이다. 캠부재 (700) 는, 캠부재 (400) 와 대략 동일한 구조를 구비한다. 캠부재 (700) 의 각 부재 (701a, 701b) 의 선단부 하면에는, 각각 상기 서술한 캠 팔로워 (658, 663) 가 맞닿는 돌출부 (702a, 702b, 703a, 703b) 가 형성된다. 구체적으로는, 캠 팔로워 (658) 가 돌출부 (702a, 702b) 의 측벽에 맞닿는다. 또한, 캠 팔로워 (663) 가 돌출부 (703a, 703b) 의 측벽에 맞닿는다. 또, 돌출부 (702a, 702b, 703a, 703b) 의 측면에는, 캠 팔로워 (658, 663) 와의 접촉에 의한 마모를 경감시키기 위해, 담금질 재료 (예를 들어, SUS420J2 담금질 템퍼링재) 가 사용됨과 함께 경질 크롬 도금이 행해진다. 또한, 캠부재 (700) 외에도, 마모 방지 대책이 필요한 부분에는 전술한 바와 같은 담금질재에 경질 크롬 도금을 행한 부재를 사용해도 된다.
돌출부 (702a) 와 돌출부 (703a), 및 돌출부 (703b) 와 돌출부 (703b) 의 X 방향의 간격은, 각 부재 (701a, 701b) 의 선단 부분에 있어서 각각 크게 형성되고, +Y 방향을 향함에 따라서 서서히 가늘어지며, 다시 커지도록 형성된다. 특히, 돌출부 (702a, 702b) 는 +Y 방향을 향함에 따라서, 일단 내측 (레티클 (R) 측) 으로 치우치고, 그 후에는 서서히 외측에 가까워지도록 형성된다. (이하, 돌출부 (702a, 702b, 703a, 703b) 가 형성된 영역을 클램프 구동 영역 (A1) 이라고 한다.)
이것에 의해, 캠 팔로워 (658, 663) 가 도 13a 의 지면 좌측에서부터 +Y 방향으로 이동해 가면, 캠 팔로워 (658, 663) 는, 돌출부 (702a, 703a) 사이, 및 돌출부 (702b, 703b) 사이로 들어간다. 그리고, 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과할 때에, 우선 각 캠 팔로워 (658) 가 각각 돌출부 (702a, 702b) 에 맞닿아, 일단 외측에서 내측으로 이동하도록 안내된 후, 다시 외측에서 내측으로 이동하도록 안내된다. 한편, 캠 팔로워 (663) 는 캠 팔로워 (658) 에 추종하여 이동하지만, 돌출부 (703a, 703b) 에 맞닿으면 캠 팔로워 (663) 와는 반대방향, 즉 캠 팔로워 (663) 가 레티클 (R) 로부터 멀어지고, 캠 팔로워 (658) 에 가까워지도록 안내된다.
또, 캠부재 (400) 와 마찬가지로, 캠부재 (700) 의 선단에는 스프링 (완충 장치; 704) 이 형성됨과 함께, 캠부재 (700) 를 상방으로 이동시키는 승강 장치 (퇴피 장치; 710) 가 형성된다.
또한, 캠부재 (700) 와 캠 팔로워 (663) 의 접점은, 레티클 클램프 (600) 가 닫히는 측 (개방 → 폐쇄) 에서 낮고, 열리는 측 (폐쇄 → 개방) 에서 높아지도록 설정해도 된다. 이것에 의해, 클램프 (600) 가 닫힐 때에 생기는 모멘트 하중 을 작게 억제하고, 열릴 때에는 유지판 (665) 이 클릭부 (614) 로부터 쉽게 빠지도록 하는 것이 가능해진다.
다음으로, 노광 장치 (150) 를 사용한 노광 처리에 관해서 설명하지만, 그 대부분은 제 1 실시형태와 대략 동일한 공정이기 때문에, 이하에서는 레티클 클램프 (600) 의 동작에 관해서만 설명한다.
도 14 는, 레티클 (R) 을 눌러 유지시킬 때의 레티클 클램프 (600) 의 동작을 나타내는 도면이다.
우선, 도 14a 에 나타낸 바와 같이, 레티클 클램프 (600) 는, 초기 상태에서는 패드부 (620) 가 솟아 올라 있는 상태로 유지되어 있다. 핀구멍 (621) 과 핀 (612) 의 끼움부 내에 내장된 스프링 기구에 의해 탄성 지지되어 있기 때문이다.
그리고, 스테이지부 (520) 상의 레티클 홀더 (525) 에 레티클 (R) 이 재치되어 흡착 유지되면, 캠 팔로워 (658) 에 레티클 (R) 측을 향한 힘을 작용시킨다. 즉, 캠 팔로워 (658) 가 클램프 구동 영역 (A1) 에 침입하여, 캠부재 (700) 의 돌출부 (702a, 702b) 를 따라서 내측 (레티클 (R) 에 가까워지는 방향) 으로 이동하기 시작한 경우이다.
캠 팔로워 (658) 에 레티클 (R) 측 (지면 왼쪽방향) 을 향한 힘을 작용시키면, 도 14b 에 나타낸 바와 같이, 팔로워부 (660) 와 클램핑 스프링부 (650) 가 일체가 되어, 슬라이드 가이드부 (640) 를 따라서 베이스부 (610) 를 향하여 이동하기 시작한다. 전술한 바와 같이, 이 때문에 캠 팔로워 (663) 가 캠 팔로워 (658) 에 추종하여 이동한다.
또한, 클램핑 스프링부 (650) 의 이동에 수반하여, 캠 팔로워 (658) 에 작용시킨 힘은 연결부 (652) 의 선단에 형성된 롤러 (659) 로부터 패드부 (620) 의 원호면 (623) 을 통하여 패드부 (620) 에 전달되어, 패드부 (620) 를 핀구멍 (621) 둘레로 회전시킨다.
이어서, 도 14c 에 나타낸 바와 같이, 유지판 (665) 이 베이스부 (610) 의 클릭부 (614) 에 맞닿기 직전에, 캠 팔로워 (663) 에 레티클 (R) 로부터 멀어지는 방향 (지면 오른쪽방향) 의 힘을 작용시킨다. 즉, 캠 팔로워 (663) 가, 클램프 구동 영역 (A1) 내에서, 캠부재 (700) 의 돌출부 (703a, 703b) 를 따라서 외측 (레티클 (R) 로부터 멀어지는 방향) 으로 이동하기 시작한 경우이다. 이것에 의해, 팔로워부 (660) 는 핀부 (662) 둘레로 회전하고, 유지판 (665) 이 상방으로 솟아 오른다.
한편, 패드부 (620) 는 핀구멍 (621) 둘레로 다시 회전하여, 접촉부 (622) 가 레티클 (R) 에 맞닿는다. 접촉부 (622) 가 레티클 (R) 에 맞닿음으로써, 패드부 (620) 는 핀구멍 (621) 둘레로 다시 회전하는 것이 불가능해지기 때문에, 클램핑 스프링부 (650) 의 스프링부 (653) 가 변형하기 시작한다.
그리고, 캠 팔로워 (658, 663) 가 클램프 구동 영역 (A1) 을 통과할 때에, 우선, 캠 팔로워 (663) 에 작용시켰던 힘이 해제되어 도 14d 에 나타낸 바와 같이 유지판 (665) 이 수평 상태로 복귀되고, 이것에 의해 구멍부 (665a) 가 베이스부 (610) 의 상면에 형성한 클릭부 (614) 와 끼워진다. 계속해서, 캠 팔로워 (658) 에 작용시켰던 힘도 해제되어, 클램핑 스프링부 (650) 의 스프링부 (653) 의 탄성력에 의해, 클램핑 스프링부 (650) 를 레티클 (R) 로부터 멀어지게 하는 방향으로 이동시키는 힘이 작용한다. 그러나, 클램핑 스프링부 (650) 와 연결하는 팔로워부 (660) 의 유지판 (665) 이 베이스부 (610) 의 클릭부 (614) 와 끼워져 있기 때문에, 클램핑 스프링부 (650) 의 이동이 규제된다. 따라서, 클램핑 스프링부 (650) 의 스프링부 (653) 의 탄성력이 패드부 (620) 를 세게 눌러, 레티클 (R) 이 계속해서 강고하게 눌림 유지된다.
다음으로, 레티클 클램프 (600) 에 의한 레티클 (R) 의 누름 유지를 개방할 때의 동작에 관해서 설명한다. 개방 동작은 누름 유지 동작을 역전시킨 것이기 때문에, 도 14 를 사용하여 설명한다.
우선, 레티클 (R) 을 강고하게 눌러 유지하고 있는 레티클 클램프 (600) (도 14d 참조) 에 대하여, 도 14c 에 나타낸 바와 같이, 캠 팔로워 (658, 663) 에 각각 힘을 작용시킨다. 즉, 캠 팔로워 (658, 663) 가 클램프 구동 영역 (A1) 에 침입하여, 캠부재 (700) 의 돌출부 (702a, 702b, 703a, 703b) 에 맞닿은 경우이다. 이것에 의해, 팔로워부 (660) 는, 핀부 (662) 둘레로 회전하고, 유지판 (665) 이 상방으로 솟아 올라, 베이스부 (610) 와 끼워져 있던 것이 벗겨진다. 따라서, 스프링부 (653) 의 변형이 개방가능해지고, 팔로워부 (660) 와 클램핑 스프링부 (650) 가 일체가 되어, 레티클 (R) 로부터 멀어지는 방향으로 이동가능해진다.
그리고, 도 14b 에 나타낸 바와 같이, 유지판 (665) 이 수평 상태로 복귀됨과 함께, 캠 팔로워 (658) 에 대한 힘의 작용점이 레티클 (R) 로부터 멀어지도록 이동한다. 즉, 캠 팔로워 (658) 만이 캠부재 (700) 의 돌출부 (702a, 702b) 에 맞닿아 있는 경우이다. 이것에 의해, 팔로워부 (660) 와 클램핑 스프링부 (650) 가 일체가 되어, 슬라이드 가이드부 (640) 를 따라서 지면 오른쪽을 향하여 이동한다.
또한, 클램핑 스프링부 (650) 의 이동에 수반하여, 핀구멍 (621) 과 핀 (612) 의 끼움부 내에 내장된 스프링 기구의 변형도 개방되어, 패드부 (620) 가 서서히 솟아 오른다.
그리고, 도 14a 에 나타낸 바와 같이, 레티클 클램프 (600) 가 초기 상태로 복귀되어, 레티클 (R) 의 누름 유지가 개방된다. 계속해서, 레티클 홀더 (525) 에 의한 레티클 (R) 의 흡착 유지를 개방함으로써 스테이지부 (520) 상에서 레티클 (R) 을 분리하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 레티클 클램프 (600) 는, 레티클 클램프 (300) 와는 달리, 유지판 (665) 의 구멍부 (665a) 를 클릭부 (614) 에 끼울 때에 유지판 (665) 이 클릭부 (614) 의 경사면 (614a) 과 서로 스치거나, 또는 끼워져 있던 것을 해제시킬 때에 유지판 (665) 의 구멍부 (665a) 와 클릭부 (614) 의 대략 수직면 (614b) 이 서로 스치거나 하지 않기 때문에, 레티클 클램프 (600) 의 누름 유지 동작 및 개방 동작을 장기간에 걸쳐 원활하게 수행할 수 있다. 즉, 유지판 (665) 과 클릭부 (614) 의 마모에 기인하는 문제의 발생이 거의 없어진다.
또한, 레티클 클램프 (300) 와 마찬가지로, 노광 처리 중에 레티클 클램프 (600) 에 의한 레티클 (R) 의 누름 유지가 해제되어 있지 않음을 확인하기 위해, 검출 장치를 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어 연결부 (652) 의 상면에 반사경을 설치함과 함께, 노광 영역 (A4) 의 상방에 노광 동작에 방해가 되지 않도록 레이저 측장기를 설치한다. 그리고, 레이저 측장기에 의해 하방을 통과하는 연결부 (652) 의 X 방향에 관한 위치 또는 Z 방향에 관한 위치를 계측함으로써, 레티클 클램프 (600) 의 동작 상황을 검출하는 것이 가능해진다. 이것에 의해 레티클 (R) 이 레티클 스테이지 장치 (500) 상에 확실하게 유지되기 때문에, 노광 처리 중에 레티클 클램프 (600) 가 해제되어 버리는 것에 기인하는 문제를 피할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에 있어서 나타낸 동작 순서, 또는 각 구성부재의 여러 가지 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 프로세스 조건이나 설계 요구 등에 근거하여 각종 변경이 가능하다. 본 발명은, 예를 들어 다음과 같은 변경도 포함하는 것으로 한다.
레티클 홀더 (211, 525) 에 레티클 (R) 을 탑재시키는 로드 영역 (A2) 과 레티클 (R) 을 꺼내는 언로드 영역 (A3) 이 일치하는 경우에 관해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 레티클 스테이지 장치 (200, 500) 의 스트로크의 양단에 로드 영역 (A2) 과 언로드 영역 (A3) 을 배치하고, 각각의 영역에 캠부재 (400) 를 배치해도 된다.
또한, 캠부재 (400, 700) 를 로드 영역 (A2) 또는 언로드 영역 (A3) 으로부터 퇴피시키는 승강 장치 (410, 710) 는, 캠부재 (400, 700) 를 승하강시키는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 캠부재 (400, 700) 를 회전시켜서 퇴피시켜도 된다.
또, 스테이지부 (203, 520) 가 캠부재 (400, 700) 를 통과하여 레티클 클램프 (300, 600) 를 개폐할 때에는, 내구성이나 레티클 (R) 보호를 고려하여 스테이지부 (203, 520) 의 속도에 제한을 가하도록 해도 된다.
또한, 레티클 스테이지 장치 (200, 500) 에서는, 스테이지부 (203, 520) 가 +Y 방향으로 이동함에 따라서 리니어 모터 (205, 540) 의 고정자 (205a, 542) 가 -Y 방향으로 이동함으로써, 스테이지부 (203, 520) 의 이동에 따른 반력을 상쇄하고, 무게 중심 위치의 변화를 막도록 하고 있지만, 이러한 형태에 한정되지 않는다. 에어 패드를 레티클 장치 (200, 500) 와 칼럼 (201) 사이에 형성하고, 레티클 장치 (200, 500) 를 부상 지지함으로써, 스테이지부 (203, 520) 가 +Y 방향으로 이동함에 따라서 레티클 정반 (202, 510) 이 -Y 방향으로 이동하도록 구성해도 된다.
본 실시형태에서는, 레티클 (R) 을 레티클 클램프 (300, 600) 에 의해 눌러 유지시키는 경우에 관해서 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 웨이퍼 (W) 를 클램프 장치 (고정 장치) 에 의해 눌러 유지시키는 경우여도 된다. 또, 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 가 각각 눌려서 유지되는 경우여도 된다.
또한, 레티클 클램프 (300, 600) 가 레티클 (R) 의 상면을 누르는 경우에 한정되지 않고, 레티클 (R) 의 단면 (端面) 을 눌러도 된다.
또한, 본 발명이 적용되는 노광 장치로서, 마스크와 기판을 정지한 상태에서 마스크의 패턴을 노광하고, 기판을 순차 스텝 이동시키는 스텝 앤드 리피트형의 노 광 장치를 사용해도 된다.
또한, 본 발명이 적용되는 노광 장치로서, 투영 광학계를 사용하지 않고 마스크와 기판을 밀접시켜 마스크의 패턴을 노광하는 프록시미티 노광 장치를 사용해도 된다.
또한, 노광 장치의 용도로는 반도체 디바이스 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 사각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 노광하는 액정용 노광 장치나, 박막 자기 헤드를 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 노광 장치의 광원에는, g 선 (436㎚), i 선 (365㎚), KrF 엑시머레이저 (248㎚), ArF 엑시머레이저 (193㎚), F2 레이저 (157㎚) 뿐만 아니라, X 선이나 전자선 등의 하전 입자선을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자선을 사용하는 경우에는 전자총으로서 열전자 방사형의 란탄헥사보라이트 (LaB6), 탄탈 (Ta) 을 사용할 수 있다. 또, 전자선을 사용하는 경우, 마스크를 사용하는 구성으로 해도 되고, 마스크를 사용하지 않고 직접 기판 상에 패턴을 형성하는 구성으로 해도 된다. 또, 투영 광학계의 배율은 축소계 뿐만 아니라 등배 및 확대계 중 어느 것이라도 좋다.
또한, 투영 광학계로는, 엑시머레이저 등의 원자외선을 사용하는 경우에는 초재 (硝材) 로서 석영이나 형석 등과 같은 원자외선을 투과하는 재료를 사용하고, F2 레이저나 X 선을 사용하는 경우에는 반사 굴절계 또는 굴절계의 광학계로 하고 (이 때, 레티클도 반사형 타입의 것을 사용한다), 또한, 전자선을 사용하는 경우에는 광학계로서 전자 렌즈 및 편향기로 이루어지는 전자 광학계를 사용하면 된다. 또, 전자선이 통과하는 광로를 진공 상태로 하는 것은 물론이다.
또한, 웨이퍼 스테이지나 레티클 스테이지에 리니어 모터를 사용하는 경우에는, 에어 베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형 중 어느 것을 사용해도 된다. 또, 스테이지는, 가이드를 따라서 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 형성하지 않은 가이드리스 타입이어도 된다. 그리고, 스테이지의 구동 장치로서 평면 모터를 사용하는 경우, 자석 유닛 (영구 자석) 과 전기자 유닛 중 임의의 일방을 스테이지에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛의 타방을 스테이지의 이동면측 (베이스) 에 형성하면 된다.
웨이퍼 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력은, 일본 공개특허공보 평8-166475호 및 이것에 대응하는 미국 특허 6,281,454호에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져 나가도록 해도 된다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 범위에 있어서, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에서의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.
레티클 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력은, 일본 공개특허공보 평8-330224호 및 이것에 대응하는 미국 특허 6,683,433호에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져 나가도록 해도 된다. 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령에서 허용되는 범위에 있어서, 상기 공보 및 대응하는 미국 특허에서의 개시를 원용하여 본 명세 서 기재의 일부로 한다.
또한, 본 발명이 적용되는 노광 장치는, 본원 특허청구범위에서 열거한 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도 및 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는 각종 광학계에 관해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 관해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 관해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치를 조립하는 공정에는, 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있음은 물론이다. 각종 서브 시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면 종합 조정이 이루어져, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 15 에 나타낸 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능을 설계하는 단계 (801), 이 설계 단계에 기초하는 마스크 (레티클) 을 제작하는 단계 (802), 규소 재료로부터 디바이스의 기재인 웨이퍼를 제조하는 단계 (803), 전술한 실시예의 노광 장치에 의해 마스크의 패턴을 웨이퍼에 노광하는 노광 처리 단계 (804), 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다; 805), 검사 단계 (806) 등을 거쳐 제조된다.
산업상이용가능성
본 발명의 제 1 양태의 스테이지 장치에 의하면, 특별한 구동 장치를 형성하지 않고, 스테이지 장치가 소정의 영역을 통과하는 것만으로 자동적으로 고정 장치가 구동하여 판상체를 고정시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 양태의 고정 방법에 의하면, 특별한 구동 장치를 형성하지 않고, 스테이지 장치가 소정의 영역을 통과하는 것만으로 자동적으로 고정 장치가 구동하여 판상체를 고정시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 양태의 노광 장치에 의하면, 고정 장치가 마스크 또는 기판을 강고하게 눌러 유지하기 때문에, 노광 처리 중에 스테이지를 고속으로 가감속시켜도 마스크 또는 기판이 어긋나는 일이 없어, 고정밀한 패턴을 기판에 전사할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태의 노광 방법에 의하면, 마스크 또는 기판을 강고하게 눌러 유지시키기 때문에, 노광 처리 중에 스테이지를 고속으로 가감속시켜도 마스크 또는 기판이 어긋나는 일이 없어, 고정밀한 패턴을 기판에 전사할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태의 디바이스의 제조 방법에 의하면, 고정밀한 패턴이 전사된 디바이스를 제조할 수 있다.

Claims (22)

  1. 재치면에 판상체 (板狀體) 를 재치하여 이동가능한 이동부재를 갖는 스테이지 장치로서,
    상기 판상체를 상기 재치면에 고정시키는 고정 장치를 구비하고, 상기 고정 장치는, 상기 이동부재가 소정의 제 1 영역을 통과할 때에, 상기 이동부재의 이동에 의해 상기 고정 장치가 구동됨으로써 상기 판상체를 고정시키는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판상체를 상기 이동부재에 탑재하는 제 2 영역을 갖고,
    상기 이동부재가 상기 제 2 영역으로부터 이동한 후에 상기 제 1 영역을 통과할 때에, 상기 이동부재의 이동에 의해 상기 고정 장치가 구동됨으로써, 상기 고정 장치가 상기 판상체를 고정시키는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동부재로부터 상기 판상체를 내리는 제 3 영역을 갖고,
    상기 이동부재가 상기 제 3 영역으로 향하는 도중에 상기 제 1 영역을 통과할 때에, 상기 이동부재의 이동에 의해 상기 고정 장치가 구동됨으로써, 상기 고정 장치가 상기 판상체의 고정을 해제하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 영역과 상기 제 3 영역이 동일한 영역인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정 장치가 상기 판상체를 고정시킬 때에 상기 이동부재가 상기 제 1 영역을 통과할 때의 이동방향과, 상기 고정 장치가 상기 판상체의 고정을 해제할 때에 상기 제 1 영역을 통과할 때의 이동방향은, 서로 상반되는 방향인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부재가 상기 제 1 영역을 통과할 때에, 상기 이동부재의 일부와 기계적으로 접촉함으로써 상기 이동부재의 이동을 상기 고정 장치의 동력으로 변환하는 변환 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동부재를 지지하는 베이스부를 더 구비함과 함께, 상기 변환 장치는 캠 장치이며,
    상기 캠 장치는, 상기 베이스부에 형성된 캠부재와 상기 고정 장치에 형성된 캠 팔로워를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 캠 팔로워는, 상기 캠부재와의 마찰을 저감시키는 축받이를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 캠부재는, 상기 캠 팔로워와의 접촉시의 저항을 저감시키는 완충 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 캠부재를 상기 이동부재의 이동 경로로부터 퇴피 (退避) 시키는 퇴피 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동부재가 상기 제 1 영역을 통과할 때에, 상기 이동부재의 일부와 기계적으로 접촉함으로써, 상기 이동부재의 이동을 상기 고정 장치의 동력으로 하는 캠 장치를 더 구비하고,
    상기 캠 장치의 적어도 일부가 상기 제 2 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 장치는, 상기 판상체의 고정을 유지시키기 위한 유지 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 장치는, 상기 판상체와의 접촉부에 형성된 탄성체를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부재의 구동시에 생기는 반력 (反力) 의 작용에 의해, 상기 이동부재의 중량과 제 2 이동부재의 중량의 비에 따라서 상기 이동부재의 이동 방향과는 반대의 방향으로 이동하도록 형성된 상기 제 2 이동부재를 구비하고,
    상기 이동부재의 중량이, 상기 고정 장치의 중량의 적어도 일부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  15. 스테이지 장치가 갖는 이동부재에 판상체를 고정시키는 방법으로서,
    상기 이동부재가 스테이지 장치 내에 형성된 소정의 제 1 영역을 통과할 때에, 상기 이동부재의 이동에 의해 상기 고정 장치가 구동됨으로써 상기 판상체를 고정시키는 것을 특징으로 하는 판상체의 고정 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동부재가, 상기 판상체를 상기 이동부재에 탑재하는 제 2 영역으로부터 이동한 후에 상기 제 1 영역을 통과할 때에, 상기 이동부재의 이동에 의해 상기 고정 장치가 구동됨으로써, 고정 장치가 상기 판상체를 고정시키는 것을 특징으로 하는 판상체의 고정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 이동부재가, 상기 이동부재로부터 상기 판상체를 내리는 제 3 영역으로 향하는 도중에 상기 제 1 영역을 통과할 때에, 상기 이동부재의 이동에 의해 상기 고정 장치가 구동됨으로써, 상기 고정 장치가 상기 판상체의 고정을 해제하는 것을 특징으로 하는 판상체의 고정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 영역과 상기 제 3 영역이 동일한 영역인 것을 특징으로 하는 판상체의 고정 방법.
  19. 마스크를 유지하는 마스크 스테이지와, 기판을 유지하는 기판 스테이지를 갖고, 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판에 노광하는 노광 장치로서,
    상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지 중 적어도 일방에, 제 1 항에 기재된 스테이지 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  20. 마스크를 마스크 스테이지에 고정시킴과 함께, 기판을 기판 스테이지에 고정시키고, 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판에 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 마스크의 고정 방법과 상기 기판의 고정 방법 중 적어도 일방에, 제 15 항에 기재된 판상체의 고정 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  21. 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스의 제조 방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서 제 19 항에 기재된 노광 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조 방법.
  22. 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스의 제조 방법으로서,
    상기 리소그래피 공정에서 제 20 항에 기재된 노광 방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조 방법.
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