JP2002522914A - 平面モータのための反作用力絶縁装置 - Google Patents
平面モータのための反作用力絶縁装置Info
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- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
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Abstract
(57)【要約】
本発明は平面モータ(30)により発生される反作用力を絶縁する構造(60)を提供する。特に、反作用を受ける反作用モータ(30)の固定部(50)を平面モータ(30)が設置されているシステムのそれ以外の部分から絶縁する。発明の一実施形態では平面モータ(30)の固定部(50)はシステムの他の部分から切り離され地面に接続される。システムの他の部分は振動絶縁要素(60)を用いて地面から絶縁される。あるいは平面モータ(30)の固定部(50)は反作用力の存在によって動くように構成し(例えばベアリング上で)、その慣性により反作用力を吸収するようにする。別の形態では平面モータ(30)の固定部(50)および動かすべき物品は同一のフレーム(52)上に支持され、固定部(50)をベアリング上で可動とする。
Description
【0001】
本発明は、概ね平面モータで駆動される位置決めシステムに関し、より詳細に
はフォトリソグラフィシステム内のウエハを平面モータを用いて位置決めおよび
位置合わせするとともに、前記平面モータの反作用力を前記露光装置から絶縁す
る方法および装置に関する。
はフォトリソグラフィシステム内のウエハを平面モータを用いて位置決めおよび
位置合わせするとともに、前記平面モータの反作用力を前記露光装置から絶縁す
る方法および装置に関する。
【0002】
精密処理を施す物品を位置決めするのに、種々の支持・位置決め構造を用いる
ことができる。たとえば半導体製造工程では、ウエハをフォトリソグラフィ装置
に関して正確に位置決めする
ことができる。たとえば半導体製造工程では、ウエハをフォトリソグラフィ装置
に関して正確に位置決めする
【0003】 従来、フォトリソグラフィ装置において露光のためにウエハステージを位置決
めおよび位置合わせするのに、平面モータが有効に用いられてきた。たとえば、
Asakawaの米国特許第4,535,278号および第4,555,650号には、半導体製造装置に
おける平面モータの使用が述べられている。
めおよび位置合わせするのに、平面モータが有効に用いられてきた。たとえば、
Asakawaの米国特許第4,535,278号および第4,555,650号には、半導体製造装置に
おける平面モータの使用が述べられている。
【0004】 典型的には、半導体デバイスは、ウエハ上に複数層の回路パターンを重ね合わ
せることで製造される。この場合、複数層の回路パターンを正確に位置合わせし
なければならない。
せることで製造される。この場合、複数層の回路パターンを正確に位置合わせし
なければならない。
【0005】 しかしながら、いくつかの要因により回路パターンの位置合わせエラーが生ずる
場合がある。特に、フォトリソグラフィシステム内の構造物の振動がウエハの位
置合わせ不良を引き起こす場合がある。また、平面モータの移動部と固定部との
間の反作用力により、システム内の振動が引き起こされることが知られている。
場合がある。特に、フォトリソグラフィシステム内の構造物の振動がウエハの位
置合わせ不良を引き起こす場合がある。また、平面モータの移動部と固定部との
間の反作用力により、システム内の振動が引き起こされることが知られている。
【0006】 一方、半導体製造業界では、重ね合わせに許容されるスペースが微小化してい
るため、また導体幅が微細化しているため、さらに緊密な重ね合わせを得るべく
努力が続けられており、回路パターンの位置合わせの重要性が増大している。ま
た、高解像度半導体製造には、回路パターンを正確に位置合わせして重ね合わせ
ることが必須となる。そのため、平面モータの引き起こす振動の影響を低減させ
る手段の開発が望まれる。
るため、また導体幅が微細化しているため、さらに緊密な重ね合わせを得るべく
努力が続けられており、回路パターンの位置合わせの重要性が増大している。ま
た、高解像度半導体製造には、回路パターンを正確に位置合わせして重ね合わせ
ることが必須となる。そのため、平面モータの引き起こす振動の影響を低減させ
る手段の開発が望まれる。
【0007】
本発明は、平面モータにより生ずる反作用力(反力)が引き起こす振動を絶縁
するための構造を提供するものである。詳細には反作用力を受けるモータの固定
部を、モータが設置されたシステムの他の部分から構造的に絶縁するものである
。これはいくつかの方法により行われる。
するための構造を提供するものである。詳細には反作用力を受けるモータの固定
部を、モータが設置されたシステムの他の部分から構造的に絶縁するものである
。これはいくつかの方法により行われる。
【0008】 本発明の一実施形態によれば、平面モータの固定部は、システムの他の部分から
絶縁されて地面に連結されている。露光装置の他の部分は、振動絶縁システムを
配設することで地面から絶縁されている。または/さらに、平面モータの固定部
は、その慣性でもって反作用力を吸収するために、反作用力の存在の下で(たと
えば、ベアリング上を)移動する構造とすることができる。
絶縁されて地面に連結されている。露光装置の他の部分は、振動絶縁システムを
配設することで地面から絶縁されている。または/さらに、平面モータの固定部
は、その慣性でもって反作用力を吸収するために、反作用力の存在の下で(たと
えば、ベアリング上を)移動する構造とすることができる。
【0009】 本発明の他の実施形態では、平面モータの固定部と移動させるべき物品とが同一
のフレームによって支持されており、平面モータの固定部はベアリング上を移動
可能とされている。
のフレームによって支持されており、平面モータの固定部はベアリング上を移動
可能とされている。
【0010】
以下に詳述する説明は、本発明を実施するに当たっての最良と考える態様であ
る。また以下の記載は、本発明の原則を説明するためのものであって、それに限
定されるものではない。本発明の範囲は、その特許請求の範囲の欄に記載の内容
によって定まるものである。
る。また以下の記載は、本発明の原則を説明するためのものであって、それに限
定されるものではない。本発明の範囲は、その特許請求の範囲の欄に記載の内容
によって定まるものである。
【0011】 本発明の原理を説明するために、基板処理用の走査型フォトリソグラフィシス
テムに関して平面モータにより生ずる反作用力(反力)が引き起こす振動の絶縁
について述べる。しかしながら、本発明は、平面モータ内で生ずる反作用力によ
る振動の低減が望ましい、他のタイプの基板処理用の露光システム(たとえば、
投影型フォトリソグラフィシステムあるいは米国特許第5,773,837号に開示され
た電子ビーム(EB)フォトリソグラフィシステム)または他の物品を処理する
他のタイプの装置(たとえば米国特許第5,539,521号に開示されたパターン位置
測定装置、ウエハ検査装置、工作機械、電子ビーム、顕微鏡)に対しても、本発
明の範囲と精神から逸脱することなく容易に適用することができる。
テムに関して平面モータにより生ずる反作用力(反力)が引き起こす振動の絶縁
について述べる。しかしながら、本発明は、平面モータ内で生ずる反作用力によ
る振動の低減が望ましい、他のタイプの基板処理用の露光システム(たとえば、
投影型フォトリソグラフィシステムあるいは米国特許第5,773,837号に開示され
た電子ビーム(EB)フォトリソグラフィシステム)または他の物品を処理する
他のタイプの装置(たとえば米国特許第5,539,521号に開示されたパターン位置
測定装置、ウエハ検査装置、工作機械、電子ビーム、顕微鏡)に対しても、本発
明の範囲と精神から逸脱することなく容易に適用することができる。
【0012】 図1は、本発明を実施する、ウエハ12のような基板処理用の走査型露光装置10を
示す略図である。照明装置14において、超高圧水銀ランプから発せられる光線は
、集束され平行化されまたフィルタされて、所望の露光(たとえば、ウエハ12の
フォトレジストの露光)に必要な波長を有する実質的に平行な光線となる。勿論
、前記水銀ランプに代えて、エキシマレーザ(KrF,ArFまたはF2)を用い
ることもできる。照明装置14からの光線は、レチクルステージ18に取付けられた
レチクル16上のパターンを照明する。レチクルステージ18は、駆動部20およびシ
ステム制御部22による精密制御下で、サーボモータ、リニアモータまたは平面モ
ータ(図示しない)によって、いくつかの(たとえば、3ないし6)自由度にお
いて移動可能である。レチクルステージ18の構造については、米国特許出願第08
/698,827号に開示されている。一般に、レチクルステージ18は、その開口上にレ
チクル16が配置されたステージ本体を含む。このステージ本体は、典型的には、
エアベアリングのようなベアリングによって支持体、即ちベース構造体の上方に
配置または懸吊されている。レチクルステージ18を移動可能とするために、位置
決めガイドが前記ベース構造体に取付けられ、また駆動フレームアセンブリが前
記位置決めガイド上に移動可能に支持された支持ブラケット群に接続されている
。駆動フレームアセンブリとステージ本体とは別々にベース構造体に支持されて
おり、駆動フレームアセンブリは、ステージ本体の移動に呼応して、ステージ本
体の移動方向とは逆方向に移動することができる。したがって、駆動フレームア
センブリとステージとの間には、運動量保存の法則が成り立つ。前記ステージ本
体には、レチクルステージ18の正確な位置決めを決定するために複数の干渉計34
およびミラー35が配設されている。一方、レチクルステージ18のステージ本体の
開口を通してレチクル16を透過する光線は、投影光学系24を介してウエハ12上に
投影される。
示す略図である。照明装置14において、超高圧水銀ランプから発せられる光線は
、集束され平行化されまたフィルタされて、所望の露光(たとえば、ウエハ12の
フォトレジストの露光)に必要な波長を有する実質的に平行な光線となる。勿論
、前記水銀ランプに代えて、エキシマレーザ(KrF,ArFまたはF2)を用い
ることもできる。照明装置14からの光線は、レチクルステージ18に取付けられた
レチクル16上のパターンを照明する。レチクルステージ18は、駆動部20およびシ
ステム制御部22による精密制御下で、サーボモータ、リニアモータまたは平面モ
ータ(図示しない)によって、いくつかの(たとえば、3ないし6)自由度にお
いて移動可能である。レチクルステージ18の構造については、米国特許出願第08
/698,827号に開示されている。一般に、レチクルステージ18は、その開口上にレ
チクル16が配置されたステージ本体を含む。このステージ本体は、典型的には、
エアベアリングのようなベアリングによって支持体、即ちベース構造体の上方に
配置または懸吊されている。レチクルステージ18を移動可能とするために、位置
決めガイドが前記ベース構造体に取付けられ、また駆動フレームアセンブリが前
記位置決めガイド上に移動可能に支持された支持ブラケット群に接続されている
。駆動フレームアセンブリとステージ本体とは別々にベース構造体に支持されて
おり、駆動フレームアセンブリは、ステージ本体の移動に呼応して、ステージ本
体の移動方向とは逆方向に移動することができる。したがって、駆動フレームア
センブリとステージとの間には、運動量保存の法則が成り立つ。前記ステージ本
体には、レチクルステージ18の正確な位置決めを決定するために複数の干渉計34
およびミラー35が配設されている。一方、レチクルステージ18のステージ本体の
開口を通してレチクル16を透過する光線は、投影光学系24を介してウエハ12上に
投影される。
【0013】 このウエハ12は、投影レンズ24の下方にウエハステージ26上に支持されたウエ
ハホルダ(図示しない)上に真空吸引により保持されている。ウエハステージ26
は、駆動部32およびシステム制御部22による精密制御下で、平面モータ30(図2
も参照)によって、いくつかの(たとえば、3ないし6)自由度において移動で
きるよう構成され、ウエハ12を所望の位置および向きに位置決めするとともに、
ウエハ12を投影レンズ24に対して移動させる。駆動部32は、ウエハ12の角度位置
並びにX,YおよびZ位置に関する情報を使用者に提供することができ、一方駆
動部20は、レチクル16の位置に関する情報を使用者に提供することができる。正
確な位置情報を得るために、ウエハ12の実際の位置を検出する複数の干渉計36お
よびミラー37が配設されている。
ハホルダ(図示しない)上に真空吸引により保持されている。ウエハステージ26
は、駆動部32およびシステム制御部22による精密制御下で、平面モータ30(図2
も参照)によって、いくつかの(たとえば、3ないし6)自由度において移動で
きるよう構成され、ウエハ12を所望の位置および向きに位置決めするとともに、
ウエハ12を投影レンズ24に対して移動させる。駆動部32は、ウエハ12の角度位置
並びにX,YおよびZ位置に関する情報を使用者に提供することができ、一方駆
動部20は、レチクル16の位置に関する情報を使用者に提供することができる。正
確な位置情報を得るために、ウエハ12の実際の位置を検出する複数の干渉計36お
よびミラー37が配設されている。
【0014】 この走査型露光装置10において、レチクル16およびウエハ12は、所定の幾何学
形状を有するスリット(たとえば、矩形状、六角形状、台形状または弓形状のス
リット)によって限定された照明領域に対して同期的に走査されると共に(適当
な像縮小度で)露光される。これにより、スリット様の照射領域よりも大きなパ
ターンがウエハ12上のショット領域に転写される。第一のショット領域が完了す
ると、ウエハ12は平面モータ30によってステップ移動されて、次のショット領域
が走査開始位置に位置合わせされる。ステップ移動および走査型露光を繰り返す
このシステムは、ステップアンドスキャンシステムと呼ばれている。このような
走査型露光方法は、当該方法によりウエハ上にレチクルの露光領域および像領域
が効果的に拡大されるため、基板上に大きなレチクルパターンおよび/または大
きな像領域を投影するのに特に有用である。
形状を有するスリット(たとえば、矩形状、六角形状、台形状または弓形状のス
リット)によって限定された照明領域に対して同期的に走査されると共に(適当
な像縮小度で)露光される。これにより、スリット様の照射領域よりも大きなパ
ターンがウエハ12上のショット領域に転写される。第一のショット領域が完了す
ると、ウエハ12は平面モータ30によってステップ移動されて、次のショット領域
が走査開始位置に位置合わせされる。ステップ移動および走査型露光を繰り返す
このシステムは、ステップアンドスキャンシステムと呼ばれている。このような
走査型露光方法は、当該方法によりウエハ上にレチクルの露光領域および像領域
が効果的に拡大されるため、基板上に大きなレチクルパターンおよび/または大
きな像領域を投影するのに特に有用である。
【0015】 上述の露光装置10の構成は、当該技術において周知のステップアンドスキャン露
光装置に概ね相当する。また、走査型露光装置内の構成要素の詳細については、
Nishiの米国特許第5,477,304号およびSaiki等の米国特許第5,715,037号(これら
は、本発明の譲受人に譲渡されたものであり、ここに引用により全て取入れる)
において参照することができる。一般に、走査型露光装置では、レチクル/マス
クを保持するレチクルステージおよび感光性基板(ウエハ)を保持するウエハス
テージは共通の移動可能な支柱に連結されており、レチクルおよびウエハが同期
的に走査/露光される。このような装置において典型的に含まれる構成要素は、
所定の速度比を維持しつつマスクと感光性基板とを同期的に走査する同期走査手
段と、マスクのパターンを感光性基板に走査露光している間に、前記同期走査手
段によるマスクの走査とは独立して、マスクの走査方向と平行な所定の基準面内
でマスクの位置を調整する調整手段である。さらに含まれる構成要素は、転写す
べきパターンが形成されたマスクの所定の照明領域に露光光を照射する照明光学
系と、マスク上のパターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系と、この投
影光学系の光軸に垂直な方向に前記照明領域に対してマスクを走査するマスクス
テージと、前記投影光学系の光軸と垂直方向にパターンの投影像に対して感光性
基板を走査する基板ステージと、マスクの位置を検出するマスク位置検出手段と
、感光性基板の位置を検出する基板位置検出手段と、マスクの位置を調整する調
整手段と、マスクのパターンが感光性基板上に露光される際に前記マスクステー
ジおよび前記基板ステージを同期的に走査させ、感光性基板に対するマスクの位
量ずれを算定し、前記マスクステージによるマスクに関する走査動作とは独立し
て、前記調整手段に前記位置ずれに基づいてマスクの位置を調整させる制御手段
である。
光装置に概ね相当する。また、走査型露光装置内の構成要素の詳細については、
Nishiの米国特許第5,477,304号およびSaiki等の米国特許第5,715,037号(これら
は、本発明の譲受人に譲渡されたものであり、ここに引用により全て取入れる)
において参照することができる。一般に、走査型露光装置では、レチクル/マス
クを保持するレチクルステージおよび感光性基板(ウエハ)を保持するウエハス
テージは共通の移動可能な支柱に連結されており、レチクルおよびウエハが同期
的に走査/露光される。このような装置において典型的に含まれる構成要素は、
所定の速度比を維持しつつマスクと感光性基板とを同期的に走査する同期走査手
段と、マスクのパターンを感光性基板に走査露光している間に、前記同期走査手
段によるマスクの走査とは独立して、マスクの走査方向と平行な所定の基準面内
でマスクの位置を調整する調整手段である。さらに含まれる構成要素は、転写す
べきパターンが形成されたマスクの所定の照明領域に露光光を照射する照明光学
系と、マスク上のパターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系と、この投
影光学系の光軸に垂直な方向に前記照明領域に対してマスクを走査するマスクス
テージと、前記投影光学系の光軸と垂直方向にパターンの投影像に対して感光性
基板を走査する基板ステージと、マスクの位置を検出するマスク位置検出手段と
、感光性基板の位置を検出する基板位置検出手段と、マスクの位置を調整する調
整手段と、マスクのパターンが感光性基板上に露光される際に前記マスクステー
ジおよび前記基板ステージを同期的に走査させ、感光性基板に対するマスクの位
量ずれを算定し、前記マスクステージによるマスクに関する走査動作とは独立し
て、前記調整手段に前記位置ずれに基づいてマスクの位置を調整させる制御手段
である。
【0016】 なお、ここに開示する本発明は、ウエハ処理装置に限定されるものではなく、ま
た特にウエハ処理用のステップアンドスキャン露光装置に限定されるものでもな
い。ここでステップアンドスキャン露光装置を概して参照しているのは、平面モ
ータの反作用力を絶縁してシステムの振動を低減するという概念を有効に適用で
きる状況の一例を単に例示するためである。
た特にウエハ処理用のステップアンドスキャン露光装置に限定されるものでもな
い。ここでステップアンドスキャン露光装置を概して参照しているのは、平面モ
ータの反作用力を絶縁してシステムの振動を低減するという概念を有効に適用で
きる状況の一例を単に例示するためである。
【0017】 図1に示すように、照明装置14、レチクルステージ18および投影レンズ24は、フ
レーム38,40および42によって各々別々に支持されている。これらのフレーム38,
40および42は、“地面”(即ち露光装置全体が支持されている面)に連結されて
いる。以下に述べるように、フレーム38,40および42は、振動絶縁装置等によっ
て地面に連結することができる。
レーム38,40および42によって各々別々に支持されている。これらのフレーム38,
40および42は、“地面”(即ち露光装置全体が支持されている面)に連結されて
いる。以下に述べるように、フレーム38,40および42は、振動絶縁装置等によっ
て地面に連結することができる。
【0018】 また図2を参照すると、平面モータ30の構成要素が概略的に図示されている。平
面モータ30は、駆動部32の制御下で電力供給される磁気コイル群の配列(アレイ
)50を含む。頂部プレート52は、コイル配列50の上方に配置されている。なお、
頂部プレート52は、たとえばカーボンファイバープラスチック、ゼロデュア(Zer
odur)セラミックあるいはAl2O3セラミックのようなセラミック等の非磁性物
質、および永久磁石群56の磁束を損なわないような物質から製造することができ
る。ウエハステージ26は、頂部プレート52上に(好ましくはエアベアリングが存
在する状態で)位置している。ウエハステージ26の底面は、コイル配列50と相互
作用する永久磁石群56の配列を有しており、これらの相互作用により、X,Yお
よびθ方向に力を発生させて、ウエハステージ26を頂部プレート52全体に亘って
移動させる。その結果、反作用力がコイル配列50に作用する。本発明によれば、
この反作用力は露光装置10のコイル配列50以外の部分から絶縁される。
面モータ30は、駆動部32の制御下で電力供給される磁気コイル群の配列(アレイ
)50を含む。頂部プレート52は、コイル配列50の上方に配置されている。なお、
頂部プレート52は、たとえばカーボンファイバープラスチック、ゼロデュア(Zer
odur)セラミックあるいはAl2O3セラミックのようなセラミック等の非磁性物
質、および永久磁石群56の磁束を損なわないような物質から製造することができ
る。ウエハステージ26は、頂部プレート52上に(好ましくはエアベアリングが存
在する状態で)位置している。ウエハステージ26の底面は、コイル配列50と相互
作用する永久磁石群56の配列を有しており、これらの相互作用により、X,Yお
よびθ方向に力を発生させて、ウエハステージ26を頂部プレート52全体に亘って
移動させる。その結果、反作用力がコイル配列50に作用する。本発明によれば、
この反作用力は露光装置10のコイル配列50以外の部分から絶縁される。
【0019】 簡潔にするために、図2では平面モータの多くの細部を(これら自体は本発明
の構成要素ではないため)省略している。平面モータの構造の細部および動作原
理については、Asakawaの米国特許第4,535,278号および第4,555,650号のような
先行技術において参照することができ、これら各米国特許の開示内容はここに引
用により全て取入れる。
の構成要素ではないため)省略している。平面モータの構造の細部および動作原
理については、Asakawaの米国特許第4,535,278号および第4,555,650号のような
先行技術において参照することができ、これら各米国特許の開示内容はここに引
用により全て取入れる。
【0020】 図1および図2に示す実施形態において、頂部プレート52は、コイル配列50の
隙間穴を通して突出する支持ポスト群54上に支持されている。これらの支持ポス
ト群54は、基部58上にあって頂部プレート52の湾曲を防止する。なお、頂部プレ
ート52および支持ポスト群54は一体型構造とすることもできる。基部58は、エア
ダンパあるいはオイルダンパ、ボイスコイルモータ、アクチュエータその他の周
知の振動絶縁装置のような振動減衰手段60によって地面に連結されている。同様
に、フレーム38,40および42についても、同様の振動減衰手段によって地面に連
結することができる。コイル配列50は、固定支柱62によって堅固に地面に連結さ
れている。本実施形態では、コイル配列50とウエハステージ26との間に反作用力
が発生すると、その反作用力は地面を押す。この場合、地面の大質量のために、
前記反作用力に起因するコイル配列50の移動はほとんどない。さらに、基部58お
よびフレーム38,40および42を地面に連結する振動減衰手段60を配設することで
、地面を経由する反作用力により引き起こされる如何なる振動も露光装置10のコ
イル配列50以外の部分から絶縁される。
隙間穴を通して突出する支持ポスト群54上に支持されている。これらの支持ポス
ト群54は、基部58上にあって頂部プレート52の湾曲を防止する。なお、頂部プレ
ート52および支持ポスト群54は一体型構造とすることもできる。基部58は、エア
ダンパあるいはオイルダンパ、ボイスコイルモータ、アクチュエータその他の周
知の振動絶縁装置のような振動減衰手段60によって地面に連結されている。同様
に、フレーム38,40および42についても、同様の振動減衰手段によって地面に連
結することができる。コイル配列50は、固定支柱62によって堅固に地面に連結さ
れている。本実施形態では、コイル配列50とウエハステージ26との間に反作用力
が発生すると、その反作用力は地面を押す。この場合、地面の大質量のために、
前記反作用力に起因するコイル配列50の移動はほとんどない。さらに、基部58お
よびフレーム38,40および42を地面に連結する振動減衰手段60を配設することで
、地面を経由する反作用力により引き起こされる如何なる振動も露光装置10のコ
イル配列50以外の部分から絶縁される。
【0021】 図3を参照すると、コイル配列50を地面に堅固に連結する代わりに、ベアリン
グ連結を用いることができる。たとえば、平面(X,YおよびシータZ)ジャー
ナルベアリング64を各支柱66の端部に配設することができる。また、ボールベア
リングおよびエアベアリングを使用してもよい。ウエハステージ26とコイル配列
50との間にコイル群により反作用力が発生すると、ウエハステージ26およびコイ
ル配列50は共に逆方向に移動する。典型的には、コイル配列50の質量は、ウエハ
ステージ26の質量に較べて十分に大きい。それ故に、運動量保存の法則に従って
、同一反作用力下では、反作用力により引き起こされるコイル配列50の移動量は
、ウエハステージ26の移動量に較べてかなり小さく、コイル配列50の慣性が反作
用力を吸収するであろう。なお、図3の実施形態では、ベアリング支持により露
光装置10のコイル配列50以外の部分に振動を引き起こす反作用力を実質上完全に
絶縁できる場合には、振動減衰手段60は省略してもよい。
グ連結を用いることができる。たとえば、平面(X,YおよびシータZ)ジャー
ナルベアリング64を各支柱66の端部に配設することができる。また、ボールベア
リングおよびエアベアリングを使用してもよい。ウエハステージ26とコイル配列
50との間にコイル群により反作用力が発生すると、ウエハステージ26およびコイ
ル配列50は共に逆方向に移動する。典型的には、コイル配列50の質量は、ウエハ
ステージ26の質量に較べて十分に大きい。それ故に、運動量保存の法則に従って
、同一反作用力下では、反作用力により引き起こされるコイル配列50の移動量は
、ウエハステージ26の移動量に較べてかなり小さく、コイル配列50の慣性が反作
用力を吸収するであろう。なお、図3の実施形態では、ベアリング支持により露
光装置10のコイル配列50以外の部分に振動を引き起こす反作用力を実質上完全に
絶縁できる場合には、振動減衰手段60は省略してもよい。
【0022】 図4に示す本発明の別の実施形態において、コイル配列50は支持体62を支えと
して地上に堅固に支持されている。また本実施形態では、上述の実施形態のよう
に平面モータ30の頂部プレート52を基部58上の支持ポスト群54によって支持する
のではなく、頂部プレート52はフレーム42によって支持されている。従って、図
4に示す本発明では支持ポスト群54は存在しない。それ故に、頂部プレート52は
、それ自体が湾曲しないような密な網状(ハニカム)構造または他の強化構造と
する。一方、フレーム42は、振動減衰手段60により地面を経由して伝わる振動か
ら絶縁される。
して地上に堅固に支持されている。また本実施形態では、上述の実施形態のよう
に平面モータ30の頂部プレート52を基部58上の支持ポスト群54によって支持する
のではなく、頂部プレート52はフレーム42によって支持されている。従って、図
4に示す本発明では支持ポスト群54は存在しない。それ故に、頂部プレート52は
、それ自体が湾曲しないような密な網状(ハニカム)構造または他の強化構造と
する。一方、フレーム42は、振動減衰手段60により地面を経由して伝わる振動か
ら絶縁される。
【0023】 図5は、頂部プレート52がフレーム42により支持されている別の構成を示す。
頂部プレート52がフレーム42の側部部材43によってその両端において支持されて
いる図4とは異なり、頂部プレート52はフレーム42´の頂部部材45´によって支
持されている。コイル配列50は、図4と同様に、地上に堅固に支持されている。
フレーム42´は、振動減衰手段60´を用いて支持体47上に取付けられている。一
方、露光装置10の重心は、振動減衰手段60´よりも低い位置にある。それ故、図
5の露光装置は、図4のものに較べて振動の影響を受け難い。さらに、図5では
、フレーム38´および40´がフレーム42´に取付けられており、このフレーム38
´,40´および42´の複合体が振動減衰手段60´によって絶縁されるため、これ
以上の振動減衰手段を必要としない。振動減衰手段60´は、地面の振動が投影光
学系24、照明装置14およびレチクル16に伝わるのを防止する。図5の露光装置10
はより小型化されているが、露光装置10の重心はウエハステージ26の位置に依存
して移動する。それ故に、振動減衰手段60´は、投影光学系24および照明装置14
の光軸の位置合わせ不良を防止するために、フレーム42´の水平を維持するアク
チュエータ(61に概略的に示す)を備えるのが好ましい。水平を保つのに必要な
アクチェータおよび位置フィードバック方式については、周知の技術を用いて構
築することができる。
頂部プレート52がフレーム42の側部部材43によってその両端において支持されて
いる図4とは異なり、頂部プレート52はフレーム42´の頂部部材45´によって支
持されている。コイル配列50は、図4と同様に、地上に堅固に支持されている。
フレーム42´は、振動減衰手段60´を用いて支持体47上に取付けられている。一
方、露光装置10の重心は、振動減衰手段60´よりも低い位置にある。それ故、図
5の露光装置は、図4のものに較べて振動の影響を受け難い。さらに、図5では
、フレーム38´および40´がフレーム42´に取付けられており、このフレーム38
´,40´および42´の複合体が振動減衰手段60´によって絶縁されるため、これ
以上の振動減衰手段を必要としない。振動減衰手段60´は、地面の振動が投影光
学系24、照明装置14およびレチクル16に伝わるのを防止する。図5の露光装置10
はより小型化されているが、露光装置10の重心はウエハステージ26の位置に依存
して移動する。それ故に、振動減衰手段60´は、投影光学系24および照明装置14
の光軸の位置合わせ不良を防止するために、フレーム42´の水平を維持するアク
チュエータ(61に概略的に示す)を備えるのが好ましい。水平を保つのに必要な
アクチェータおよび位置フィードバック方式については、周知の技術を用いて構
築することができる。
【0024】 図4および図5の実施形態の更なる変形例としては、図3の実施形態の場合と
同様の理由から、コイル配列50を支持するのにベアリング支持を用いることがで
きる。
同様の理由から、コイル配列50を支持するのにベアリング支持を用いることがで
きる。
【0025】 図6に示す本発明のまた別の実施形態では、頂部プレート52およびコイル配列
50は共に、フレーム42´によって支持されている。詳しくは、頂部プレート52は
、フレーム42´の頂部部材45´から垂下る垂直部材70の中ほどに取付けられてい
る。コイル配列50は、各垂直部材70の端部に取付けられた水平支持台72上のベア
リング群74(たとえばエアまたはボールベアリング群)に載っている。本実施形
態にあっては、反作用力がコイル配列50をベアリング群74上横方向に移動させる
、その慣性によって反作用力を吸収している。図6では、図5の場合と同様に、
振動減衰手段を追加することなく、フレーム38´および40´をフレーム42´に取
付けることができる。さらに、反作用力は、投影光学系24、ウエハステージ26、
レチクルステージ18および照明装置14を含む露光装置10の重量に較べて極めて小
さいため、露光処理中に吸収することが可能である。
50は共に、フレーム42´によって支持されている。詳しくは、頂部プレート52は
、フレーム42´の頂部部材45´から垂下る垂直部材70の中ほどに取付けられてい
る。コイル配列50は、各垂直部材70の端部に取付けられた水平支持台72上のベア
リング群74(たとえばエアまたはボールベアリング群)に載っている。本実施形
態にあっては、反作用力がコイル配列50をベアリング群74上横方向に移動させる
、その慣性によって反作用力を吸収している。図6では、図5の場合と同様に、
振動減衰手段を追加することなく、フレーム38´および40´をフレーム42´に取
付けることができる。さらに、反作用力は、投影光学系24、ウエハステージ26、
レチクルステージ18および照明装置14を含む露光装置10の重量に較べて極めて小
さいため、露光処理中に吸収することが可能である。
【0026】 図6の発明では運動量保存の法則を利用するため、露光装置10の重心はウエハ
ステージ26の位置によって移動することはない。従って、本発明の振動減衰手段
60´はアクチュエータを必要としない(図5の実施形態との相違)。
ステージ26の位置によって移動することはない。従って、本発明の振動減衰手段
60´はアクチュエータを必要としない(図5の実施形態との相違)。
【0027】 図7は、図6の実施形態の変形例を示す。平面モータ30は、水平支持台72によ
り支持された冷却台76を含む。この冷却台76は、冷媒77が通る導管78を備える。
あるいは、ペルチェ冷却または通気冷却を用いてもよい。頂部プレート52は、冷
却台76上に支持された支柱80によって支持されている。冷却台76は、ベアリング
群74上にコイル配列50を支持する支持面を備える。またウエハステージ26は、さ
らに3つの自由度でウエハ12を位置決めする水平調節(leveling)ステージ83を含
む。この水平調節ステージ83は、少なくとも3つのアクチュエータ(たとえばボ
イスコイルモータ)84を有し、これらのアクチュエータ84により合焦センサ82a
および82bに従って投影光学系24の軸方向にウエハ12を動かす。合焦センサ82aは
、ウエハ12に合焦ビームを放射し、一方合焦センサ82bは、ウエハ12から反射さ
れるビームを受け取る。水平調節ステージ83は、ウエハ12の面が投影光学系の焦
点面と整列するよう調整することができる。好適には、水平調節ステージ83は、
ウエハステージ26の振動(たとえば、エアベアリングによって引き起こされる振
動)を絶縁できるように、ウエハステージ26と構造的に絶縁される(機械的接触
なしに)。
り支持された冷却台76を含む。この冷却台76は、冷媒77が通る導管78を備える。
あるいは、ペルチェ冷却または通気冷却を用いてもよい。頂部プレート52は、冷
却台76上に支持された支柱80によって支持されている。冷却台76は、ベアリング
群74上にコイル配列50を支持する支持面を備える。またウエハステージ26は、さ
らに3つの自由度でウエハ12を位置決めする水平調節(leveling)ステージ83を含
む。この水平調節ステージ83は、少なくとも3つのアクチュエータ(たとえばボ
イスコイルモータ)84を有し、これらのアクチュエータ84により合焦センサ82a
および82bに従って投影光学系24の軸方向にウエハ12を動かす。合焦センサ82aは
、ウエハ12に合焦ビームを放射し、一方合焦センサ82bは、ウエハ12から反射さ
れるビームを受け取る。水平調節ステージ83は、ウエハ12の面が投影光学系の焦
点面と整列するよう調整することができる。好適には、水平調節ステージ83は、
ウエハステージ26の振動(たとえば、エアベアリングによって引き起こされる振
動)を絶縁できるように、ウエハステージ26と構造的に絶縁される(機械的接触
なしに)。
【0028】 本発明を実施形態について説明したが、種々の修正および改良を本発明の範囲
と精神から逸脱することなく実行できることは当業者にとって明白である。たと
えば、図1,3および4の実施形態では、フレーム38,40および42は別々に地面
に連結されているが、図5および6のように、フレーム38および40を振動減衰手
段なしにフレーム42に取付けることもできる。逆に、図5,6および7の実施形
態のフレーム38´,40´および42´は、図1,3および4のように、別々に振動
減衰手段上に支持することもできる。また図1,3,4および5の実施形態にお
いて、合焦センサ82および水平調節ステージ83を取入れることもできる。さらに
、振動減衰手段とベアリングとのいろいろな組合せにより、反作用力絶縁機能を
もたらし、および/または該絶縁機能を強化することができる。また、本発明は
、平面モータを用いた正確な位置決めが望ましい他のタイプの露光装置および他
のタイプの処理システムに対しても適用することができる。上述の実施形態では
X−Y平面で用いられる平面モータについて説明したが、他の方向およびより多
いまたはより少ない次元で用いられる平面モータに本発明を取入れることもでき
る。従って、本発明はここに説明した実施形態によって限定されるものではなく
、その特許請求の範囲の欄に記載の内容によってのみ限定されるものである。
と精神から逸脱することなく実行できることは当業者にとって明白である。たと
えば、図1,3および4の実施形態では、フレーム38,40および42は別々に地面
に連結されているが、図5および6のように、フレーム38および40を振動減衰手
段なしにフレーム42に取付けることもできる。逆に、図5,6および7の実施形
態のフレーム38´,40´および42´は、図1,3および4のように、別々に振動
減衰手段上に支持することもできる。また図1,3,4および5の実施形態にお
いて、合焦センサ82および水平調節ステージ83を取入れることもできる。さらに
、振動減衰手段とベアリングとのいろいろな組合せにより、反作用力絶縁機能を
もたらし、および/または該絶縁機能を強化することができる。また、本発明は
、平面モータを用いた正確な位置決めが望ましい他のタイプの露光装置および他
のタイプの処理システムに対しても適用することができる。上述の実施形態では
X−Y平面で用いられる平面モータについて説明したが、他の方向およびより多
いまたはより少ない次元で用いられる平面モータに本発明を取入れることもでき
る。従って、本発明はここに説明した実施形態によって限定されるものではなく
、その特許請求の範囲の欄に記載の内容によってのみ限定されるものである。
【図1】 本発明の一実施形態による反作用力絶縁装置を取入れた平面モー
タ駆動走査型露光装置の略図である。
タ駆動走査型露光装置の略図である。
【図2】 図1の反作用力絶縁装置を取入れた平面モータの一実施形態の分
解略図である。
解略図である。
【図3】 コイル配列がベアリングによって支持されている別の実施形態の
平面モータ反作用力絶縁装置を取入れた投影露光装置の略図である。
平面モータ反作用力絶縁装置を取入れた投影露光装置の略図である。
【図4】 平面モータの頂部プレートがフレームによって支持されている、
本発明のまた別の実施形態の反作用力絶縁装置を取入れた投影露光装置の略図で
ある。
本発明のまた別の実施形態の反作用力絶縁装置を取入れた投影露光装置の略図で
ある。
【図5】 図4の実施形態の変形例である反作用力絶縁装置を備える投影露
光装置の略図である。
光装置の略図である。
【図6】 平面モータの頂部プレートおよびベアリングに載ったコイル配列
が共通の支持フレームによって支持されている反作用力絶縁装置を取入れた投影
露光装置の略図である。
が共通の支持フレームによって支持されている反作用力絶縁装置を取入れた投影
露光装置の略図である。
【図7】 本発明による反作用力絶縁装置の更なる実施形態の略図であり、
ウエハ水平調節ステージも示されており、平面モータは冷媒によって冷却される
。
ウエハ水平調節ステージも示されており、平面モータは冷媒によって冷却される
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 41/03 H01L 21/30 503B 503F 518 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CR, CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI,G B,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN ,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC, LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,M K,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO ,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ, TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,Y U,ZA,ZW Fターム(参考) 2F078 CA02 CA08 CB05 CB09 CB12 CC15 EA07 EB01 EB03 EC06 5F031 CA02 CA07 HA02 HA13 HA38 HA55 JA02 JA06 JA14 JA17 JA32 KA06 KA08 LA03 LA07 LA08 MA27 5F046 AA23 BA05 CC01 CC02 5H641 BB03 BB15 GG02 GG07 HH03 JA03 JA07 JA16
Claims (38)
- 【請求項1】 固定部および移動部を有する平面モータであって、前記移動
部が物品を前記平面モータの平面上で移動可能に支持する平面モータと;前記移
動部と前記固定部との間の反作用力により引き起こされる振動を前記移動部から
絶縁する振動絶縁構造とを含むステージ装置。 - 【請求項2】 前記移動部は固定支持部上に支持され、前記振動絶縁構造は
前記固定部が前記固定支持体から独立している構造を含む請求項1記載のステー
ジ装置。 - 【請求項3】 前記固定部がベアリング上に支持されている請求項2記載の
ステージ装置。 - 【請求項4】 前記ベアリングはエアベアリングおよびボールベアリングの
少なくとも一方から成る請求項3記載のステージ装置。 - 【請求項5】 前記振動絶縁構造は前記固定支持部を支持する振動絶縁装置
を更に有する請求項2記載のステージ装置。 - 【請求項6】 前記振動絶縁装置はエアダンパおよびアクチュエータの少な
くとも一方を含む請求項5記載のステージ装置。 - 【請求項7】 前記固定支持部は頂部プレートおよび基部を有し、前記頂部
プレート上には前記移動部が移動可能に支持され、前記固定部は前記頂部プレー
トと前記基部との間に位置している請求項2記載のステージ装置。 - 【請求項8】 前記固定部はコイル配列を含む請求項7記載のステージ装置
。 - 【請求項9】 前記頂部プレートは非磁性物質でできている請求項7記載の
ステージ装置。 - 【請求項10】 前記固定支持部は前記頂部プレートと前記基部との間に前
記頂部プレートの湾曲を防止する支持構造を更に有する請求項7記載のステージ
装置。 - 【請求項11】 前記移動部はベアリング面上を移動する請求項2記載のス
テージ装置。 - 【請求項12】 前記ベアリング面はエアベアリングを含む請求項11記載の
ステージ装置。 - 【請求項13】 前記移動部の位置を少なくとも2方向に制御する制御装置
を更に有する請求項2記載のステージ装置。 - 【請求項14】 前記固定部はコイル配列を含み、前記制御装置は前記コイ
ル配列に電流を供給して前記移動部を移動させる駆動装置を含む請求項13記載の
ステージ装置。 - 【請求項15】 少なくとも2つの干渉計を更に有し、前記制御装置が前記
各干渉計の出力に一部基づいて前記移動部の位置を制御する請求項13記載のステ
ージ装置。 - 【請求項16】 少なくとも3つの干渉計を更に有し、前記制御装置が前記
各干渉計の出力に一部基づいて前記移動部のX,YおよびΘ位置を制御する請求
項13記載のステージ装置。 - 【請求項17】 前記移動部は永久磁石を含む請求項1記載のステージ装置
。 - 【請求項18】 前記固定支持部は台およびフレームを含み、前記台上には
前記移動部が移動可能に支持され、前記フレームは前記台を支持し、前記固定部
は前記頂部プレートの下に位置する請求項2記載のステージ装置。 - 【請求項19】 前記フレームは振動減衰装置上に支持されている請求項18
記載のステージ装置。 - 【請求項20】 前記振動減衰装置は、重心の変化によって引き起こされる
如何なる変化に対しても前記フレームの水平を維持するアクチュエータ手段を有
する請求項19記載のステージ装置。 - 【請求項21】 前記固定部と移動部とが同一のフレームによって支持され
、前記固定部がベアリング上に支持されている請求項1記載のステージ装置。 - 【請求項22】 前記フレームが振動減衰装置上に支持されている請求項21
記載のステージ装置。 - 【請求項23】 前記移動部は前記物品を水平に維持する水平調節ステージ
を有する請求項21記載のステージ装置。 - 【請求項24】 前記フレームは、その上に固定部が支持されている台と、
この台を冷却する手段とを有する請求項21記載のステージ装置。 - 【請求項25】 マスクパターンを物品上に投影する投影系であって該マス
クと物品との間に位置する投影系と、前記物品および前記マスクの少なくとも一
方を位置決めするステージ装置とを含み、このステージ装置は、固定部および移
動部を有する平面モータと、前記移動部と前記固定部との間の反作用力により引
き起こされる振動を前記移動部から絶縁する振動絶縁構造とを備える、露光装置
。 - 【請求項26】 前記物品の移動と同期して前記マスクパターンを走査する
手段を更に有する請求項25記載の露光装置。 - 【請求項27】 前記マスクパターンは半導体デバイス用の回路パターンで
あり、露光される前記物品はウエハである請求項26記載の露光装置。 - 【請求項28】 固定部および移動部を有する平面モータを供給するステッ
プと、物品を前記平面モータの平面上で移動すべく前記移動部上に支持するステ
ップと、前記移動部と前記固定部との間の反作用力により引き起こされる振動を
前記移動部から絶縁する振動絶縁構造を供給するステップとを含むステージ装置
の制御方法。 - 【請求項29】 前記ステージ装置が前記物品を保持する請求項25記載の露
光装置。 - 【請求項30】 前記マスクを保持可能な可動マスクステージと、この可動
マスクステージの移動に呼応して前記可動マスクステージの移動方向とは逆方向
に移動する平衡ステージとを更に有する請求項29記載の露光装置。 - 【請求項31】 マスクのパターンを対象物に転写する露光装置において、
前記マスクを保持可能な可動マスクステージと、前記パターンを前記対象物上に
投影可能な投影系と、前記対象物を保持可能な対象物ステージとを含み、これら
のマスクステージ、投影系および対象物ステージが、支持フレームによって基礎
に各々連結され、互いに力学的に絶縁されている露光装置。 - 【請求項32】 前記マスクステージ、前記投影系および前記対象物ステー
ジが、各々の支持フレームによって別々に支持されている請求項31記載の露光装
置。 - 【請求項33】 前記各支持フレームは振動絶縁装置によって前記基礎に連
結されている請求項32記載の露光装置。 - 【請求項34】 前記振動絶縁装置は振動減衰手段である請求項33記載の露
光装置。 - 【請求項35】 前記基礎は地面である請求項34記載の露光装置。
- 【請求項36】 転写すべき前記パターンを照明することができ、前記各支
持フレームから力学的に絶縁されている照明装置を更に有する請求項31記載の露
光装置。 - 【請求項37】 前記マスクステージおよび前記対象物ステージの少なくと
も一方が、固定部および移動部を有する平面モータと、前記移動部と前記固定部
との間の反作用力により引き起こされる振動を前記移動部から絶縁する振動絶縁
構造とを含む請求項31記載の露光装置。 - 【請求項38】 前記マスクステージの移動に呼応して前記マスクステージ
の移動方向とは逆方向に移動する平衡ステージを更に有する請求項31記載の露光
装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/134,278 | 1998-08-14 | ||
US09/134,278 US6252234B1 (en) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | Reaction force isolation system for a planar motor |
PCT/US1999/018480 WO2000010058A1 (en) | 1998-08-14 | 1999-08-12 | Reaction force isolation system for a planar motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002522914A true JP2002522914A (ja) | 2002-07-23 |
Family
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