JP3890136B2

JP3890136B2 - 露光装置とこれを用いたデバイス製造方法、ならびにステージ装置

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Publication number: JP3890136B2
Application number: JP07503498A
Authority: JP
Inventors: 義一宮島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JPH10326747A; US6262794B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程において用いられる露光装置に係り、特にレチクルパターンをシリコンウエハ上に投影して転写する投影露光装置に関するものであり、なかでもレチクルパターンをウエハ上に投影露光する際、レチクルとシリコンウエハとを投影露光系に対して同期して走査する走査露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一括露光方式の露光装置（ステッパ）では、投影光学系がレンズによって構成されている場合、結像領域は円形状となる。しかし、半導体集積回路は一般的に矩形形状であるため、一括露光の場合の転写領域は、投影光学系の有する円の結像領域に内接する矩形の領域となる。従って、最も大きな転写領域でも一辺が円の直径の１／√２の正方形である。
【０００３】
これに対して、投影光学系の有する円形状の結像領域のほぼ直径の寸法を有するスリット形状の露光領域を用いて、レチクルとウエハとを同期させながら走査移動させることによって、転写領域を拡大させる走査露光方式（ステップアンドスキャン方式）が提案されている。この方式では、同一の大きさの結像領域を有する投影光学系を用いた場合、投影レンズを用いて従来のステッパより大きな各転写領域ごとに一括露光を行なうことができる。すなわち、走査方向に対しては光学系による制限がなくなるので走査ステージのストローク分だけ確保することができ、走査方向に対して直角な方向には従来のステッパの略√２倍の転写領域を確保できる。
【０００４】
半導体集積回路を製造するための露光装置は、高い集積度のチップの製造に対応するために、転写領域の拡大と解像力の向上が望まれている。より小さい投影光学系を採用できることは、光学性能上からも、コスト的にも有利であり、ステップアンドスキャン方式の露光方法は、今後の露光装置の主流として注目されている。
【０００５】
このようなステップアンドスキャン方式の露光装置の概略を図１４に示す。
図１４に示す露光装置は、レチクルステージ１０１上のレチクル基板１０２のパターンの一部を投影光学系１２を介してウエハステージ７上のウエハ６に投影し、投影光学系１２に対し相対的にレチクル基板１０２とウエハ６をＹ方向に同期走査することにより、レチクル基板１０２のパターンをウエハステージ７上のウエハ６に投影する。このスキャン露光を、ウエハ６上の複数の転写領域（ショット）に対して繰り返し行な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。
【０００６】
レチクルステージ１０１は、図１５に詳細を示すように、その両側に対称に設けられたリニアモータ１０３Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤによってＹ方向へ駆動する。１０３Ａ，１０３Ｂは前記レチクルステージ１０１を駆動するコイル、１０３Ｃ，１０３Ｄは前記コイル１０３Ａ，１０３Ｂに対して磁界を印加するマグネットからなる磁気回路のヨークである。
【０００７】
以上の従来の露光装置により露光を行なう際、レチクルステージ１０１のＹ方向への走査移動に伴って、図１６，１７に示すようにレチクルステージ１０１が走査を開始する前の状態（図１７（２））では、レチクルステージ１０１の荷重重心位置はＹ方向でステージ端面からＣの寸法位置にあるが、走査露光を行ないレチクルステージ１０１がＹ方向に移動した直後の状態（図１７（３））では、レチクルステージ１０１の荷重重心位置はステージの移動に伴いＹ方向のステージ端面からＤの寸法位置に移動する。また、レチクルステージ１０１は走査露光を行なった後は再び図１７（４）に示す位置に戻り、次の露光に備える。つまり走査露光に伴い、以上のレチクルステージ１０１の移動と同期して、レチクルステージ１０１の荷重重心は走査露光前後でＹ方向にＣ寸法からＤ寸法の間で移動し、図１７（５）に示すようにレチクルステージ１０１から、レチクルステージ１０１を支持している構造体１１３に対して荷重Ｗ_C および荷重Ｗ_D を前記位置ＣおよびＤにて印加することになる。その際、構造体１１３の上面板はＺ方向に変位して寸法ΔＺのたわみ変形が生じ、構造体１１３の変形を伴い走査露光することになる。このように構造体１１３の変形を伴うことにより、前記レチクルステージ１０１の傾きおよび縮小露光系の支持系および露光光学系全体のひずみを発生させ、露光精度を悪化させる欠点があった。
【０００８】
また、従来の露光装置により露光を行なう際、図１８に示すようにレチクルステージ１０１の走査に伴い、レチクルステージ１０１を移動させるリ二アモータコイル１０３Ｂとヨーク１０３Ｄに推力とそれに対する反力が発生する。例えば、レチクルステージ１０１の走査開始時には図１８（１）に示すように、リニアモータコイル１０３Ｂ（１０３Ａ）に推力Ｆ_mが発生し、それに伴い固定側のヨーク１０３Ｄ（１０３Ｃ）には反力Ｆ_m'が発生する。また、ヨーク１０３Ｄ（１０３Ｃ）に発生した反力Ｆ_m'はヨーク１０３Ｄ（１０３Ｃ）が固定されている構造体１１３に対して一体的に働き、構造体１１３を−Ｙ方向に移動させる方向に反力を発生させ、微少変位および振動を構造体１１３ならびに鏡筒定盤１１（図１４）に発生させる。
【０００９】
ここでこの微少変位および振動は走査露光系に対しては外乱として働き、走査露光時にレチクルステージ１０１とウエハステージ７との同期走査を行なう際に、安定な露光精度を確保する露光制御系に対して制御を不安定にする要因になる欠点があった。
【００１０】
これに対して、特開平３−２１８９４号公報や特開平３−１０７６３９号公報に開示される装置では、レチクルではないが、ウエハを保持するウエハステージの移動方向と逆ベクトル方向に移動するバランサを設け、ウエハステージの加減速に伴う振動を軽減する技術を開示している。
【００１１】
しかしながら、これらに開示される装置では、ステージの駆動源とバランサの駆動源とが全く別ものであるため、さらには駆動源には送りネジ機構を用いているために、装置の大型化や重量増大を招くという問題を有している。また、ステージの重心の移動軸とバランサの重心の移動軸とが一致していないので、ステージとバランサのそれぞれの反力の作用軸は一致しない。そのため、移動時には両者の間でモーメント力が発生するため、完全なバランスは難しいという問題を有している。これらの問題は、ウエハステージよりも重心位置の高いレチクルステージにおいては、より深刻となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記従来例をより改良するもので、レチクルステージの走査時に発生するレチクルステージの荷重重心移動に伴う構造体の変形、および走査露光時のリニアモータ固定側ヨークに生じる反力による構造体および鏡筒定盤の微少変位および振動を無くし、露光装置に用いられた際に装置トータルのスループットや露光精度を向上させることが可能なステージ装置およびこのようなステージ装置を用いた露光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の露光装置は、原版面に描かれたパターンの一部を投影光学系を介してスリット状に基板に投影し、該投影光学系に対し前記原版と基板を相対的に走査することにより前記原版のパターンを前記基板に露光する露光装置において、前記原版を保持する原版ステージの走査方向と逆方向に移動可能な可動部が設けられ、走査露光時に前記原版ステージと該可動部は互いに逆方向に同期して移動するように制御され、前記原版ステージと前記可動部のそれぞれは共通のリニアモータ固定部を持つリニアモータで駆動されることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明のデバイス製造方法は、前記露光装置を用意して露光する工程によってデバイスを製造することを特徴とする。
さらに、本発明のステージ装置は、搬送物を保持して移動するステージと、該ステージの移動方向と逆方向に移動可能な可動部を有し、前記ステージと前記可動部のそれぞれを駆動するリニアモータの固定部は、共通の構造体によって支持された共通の固定部であり、該リニアモータによって前記ステージと前記可動部が互いに逆方向に同期して移動することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態によれば、レチクルステージの走査移動方向と実質同軸上を逆向きに移動する可動部および駆動手段（ダイナミックダンパ）を、レチクルステージガイド、および磁気回路の固定側ヨーク（可動側にコイルが設けられた場合）またはコイル支持部材（可動側にマグネットが設けられた場合）を共用するように設けている。
【００１６】
【作用】
上記の構成により、従来例で問題となっていた、レチクルステージの走査に伴う、レチクルステージユニットの荷重重心位置の移動およびリニアモータ固定側に生ずる反力を相殺するように前記可動部を移動制御し、ダイナミックダンパとして働かせることにより、従来例の問題を解決することができる。
【００１７】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る露光装置の外観を示す斜視図、図２は図１の露光装置を側面方向から見た様子を模式的に示した図である。
【００１８】
これらの図に示すように、この露光装置は、レチクルステージ１の上のレチクル基板２のパターンの一部を投影光学系１２を介して、ウエハステージ７上のウエハ６に投影し、投影光学系１２に対し相対的にレチクル基板２とウエハ６をＹ方向に同期走査することにより、レチクル基板２のパターンをウエハステージ７上のウエハ６に転写し、このＹ方向への同期走査およびそれによるレチクルパターンの転写をウエハ６上の複数の転写領域（ショット）に対して、繰り返し行な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。
【００１９】
レチクルステージ１はリニアモータ３Ａ，３ＢによってＹ方向へ駆動し、ウエハステージ７のＸステージ７Ｂは不図示のリニアモータによってＸ方向に駆動し、Ｙステージ７Ｃは不図示のリニアモータによってＹ方向へ駆動するようになっている。
【００２０】
また、本実施例では図５および図６に示すように、レチクルステージ１のＹ方向ガイドに前記レチクルステージ１の走査移動方向とは１８０゜逆向きに移動可能に、かつ、およそレチクルステージ１およびレチクル基板２を合わせた荷重を持つ可動部４が設けられ、該可動部４の両側にはリニアモータコイル５Ａ，５Ｂ（リニアモータ可動部）が設けられ、前記リニアモータ３のヨーク３Ｃ，３Ｄ（リニアモータ固定部）を共用して可動部４を駆動する。
【００２１】
前記リニアモータコイル５Ａ側の外側にはリニアモータコイル５ＡのＹ方向の位置を検出する位置センサ５Ｃが設けられ、レチクルステージ１が走査移動する際、リニアモータコイル５Ａの位置（すなわち可動部４の位置）を該位置センサ５Ｃにて検出するとともにレチクルステージ１のＹ方向位置をレーザ干渉計１６にて計測し、それぞれの検出および計測信号よりレチクルステージ１と可動部４の移動距離および移動速度が制御されながら駆動される。
【００２２】
図１および図２を参照して、レチクル基板２およびウエハ６の同期走査は、レチクルステージ１およびＹステージ７ＣをＹ方向へ一定の速度比率（例えば４：−１、「−」は向きが逆であることを示す）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７Ｂにより行なう。Ｘステージ７ＢにはＺ方向への移動およびＺ軸回りのθ調整を行なうＺステージ７Ａが設けられている。ウエハステージ７は、ステージ定盤８上に設けられ、ステージ定盤８はベースフレーム９に対して高精度に水平に置かれている。レチクルステージ１および投影光学系１２は鏡筒定盤１１上に設けられ、鏡筒定盤１１は床等に設置されたベースフレーム９上に支持されている。ダンパ１０は床などからベースフレーム９に伝わる外乱振動を、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。
【００２３】
また、この露光装置は、ウエハステージ７上のウエハ６が投影光学系１２のフォーカス面に位置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを備えている。すなわち、図２に示すように、鏡筒定盤１１に固定された投光手段１４によりウエハ６に対して斜め方向から光を照射し、その反射光の位置を受光手段１５により検出することにより投影光学系の光軸方向のウエハ表面の位置が検出される。
【００２４】
また、不図示のレーザ干渉計光源から発せられた光がレチクルステージ用Ｙ方向レーザ干渉計１６に導入される。そして、Ｙ方向レーザ干渉計１６に導入された光は、レーザ干渉計１６内のビームスプリッタ（不図示）によってレーザ干渉計１６内の固定鏡（不図示）に向かう光とＹ方向の移動鏡（不図示）に向かう光とに別れる。Ｙ方向移動鏡に向かう光は、Ｙ方向測長光路を通ってレチクルステージ１に固定されたＹ方向移動鏡に入射する。ここで反射された光は再びＹ方向測長光路を通ってレーザ干渉計内のビームスプリッタに戻り、固定鏡で反射された光と重ね合わされる。このときの光の干渉の変化を検出することによりＹ方向の移動距離を測定する。このようにして、計測された移動距離情報は、図示しない走査制御装置にフィードバックされ、レチクルステージ１の走査位置の位置決め制御がなされる。
【００２５】
また、レーザ干渉計光源（不図示）から発せられた光がウエハステージ用Ｙ方向レーザ干渉計１７に導入される。そして、Ｙ方向レーザ干渉計１７に導入された光は、レーザ干渉計１７内のビームスプリッタ（不図示）によってレーザ干渉計１７内の固定鏡（不図示）に向かう光とＹ方向の移動鏡（不図示）に向かう光とに別れる。Ｙ方向移動鏡に向かう光は、Ｙ方向測長光路を通ってウエハステージ７に固定されたＹ方向移動鏡に入射する。ここで反射された光は再びＹ方向測長光路を通ってレーザ干渉計１７内のビームスプリッタに戻り、固定鏡で反射された光と重ね合わされる。このときの光の干渉の変化を検出することによりＹ方向の移動距離を測定する。このようにして、計測された移動距離情報は、図示しない走査制御装置にフィードバックされ、ウエハステージ７の走査位置の位置決め制御がなされる。
【００２６】
また、上記Ｙ方向の測定と同じく、レーザ干渉計光源（不図示）から発せられた光がウエハステージ用Ｘ方向レーザ干渉計（不図示）に導入され、Ｘ方向レーザ干渉計に導入された光は、レーザ干渉計内のビームスプリッタ（不図示）によってレーザ干渉計内の固定鏡（不図示）に向かう光とＸ方向の移動鏡（不図示）に向かう光とに別れる。Ｘ方向移動鏡に向かう光は、Ｘ方向測長光路を通ってウエハステージ７に固定されたＸ方向移動鏡に入射する。ここで反射された光は再びＸ方向測長光路を通ってレーザ干渉計内のビームスプリッタに戻り、固定鏡で反射された光と重ね合わされる。このときの光の干渉の変化を検出することによりＸ方向の移動距離を測定する。このようにして、計測された移動距離情報は、図示しない走査制御装置にフィードバックされ、ウエハステージ７の走査位置の位置決め制御がなされる。
【００２７】
１３は前記レチクルステージ１の駆動手段であるリニアモータの固定側に設けられたヨーク３Ｃ，３Ｄを支持固定する構造体で、前記鏡筒定盤１１上に搭載されている。
【００２８】
不図示のウエハ搬送手段により、装置前面の搬送経路を経てウエハステージ７上にウエハ６が搬入され、所定の位置合わせが終了すると、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６上の複数の露光領域に対してレチクル基板２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７Ｃ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基板２上のパターンを走査するとともに、その投影像でウエハ６を走査することにより、ウエハ６上の所定の露光領域に対してレチクル基板２上のパターンーを露光する。走査露光中、ウエハ６表面の高さは前記フォーカスセンサで計測され、その計測値に基づきウエハステージ７の高さとチルトがリアルタイムで制御されフォーカス補正が行なわれる。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７Ｂ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み合わせにより、ウエハ６上の複数の露光領域に対して順次効率良く露光が行なわれるように、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。
【００２９】
以上の構成で、レチクルステージ１にてレチクル基板２とウエハ６とを同期走査させる際に、図７（１）〜（４）に示すようにレチクルステージ１および可動部４がそれぞれ逆向きに移動する。ここで、図７（２）は走査露光開始時のレチクルステージ１および可動部４の位置で、レチクルステージユニット全体の荷重重心はステージ端部からのＹ方向距離Ａの位置にある。さらにレチクルステージ１のコイル３Ａ，３Ｂに駆動電流を流し走査露光させることに伴い、それに同期して前記可動部４もコイル５Ａ，５Ｂに駆動電流が流されてレチクルステージ１とは逆方向に移動制御されることにより、結果としてレチクルステージユニット全体の荷重重心は、前記走査露光前の荷重重心と同じステージ端部からのＹ方向距離Ａの寸法に変わらずにあることになる。
【００３０】
この時、図７（２）の位置から図７（３）の位置まで、前記荷重重心は連続的にステージ端部からのＹ方向距離Ａの寸法に変わらずにある。さらに、走査露光後にレチクルステージ１が走査開始位置に戻されても、図７（４）に示すように、当然に前記荷重重心は連続的にステージ端部からのＹ方向距離Ａの寸法に変わらずにある。
【００３１】
以上のように、本実施例に示したレチクルステージ１上に設けた可動部４をレチクル走査方向とは逆方向に走査移動させることにより、図８（１）および図１０（１）に示すようにレチクルステージユニット全体の荷重Ｗ_A の重心移動がなく、結果、図１０（１）に示すように構造体１３の上面板１３Ａを従来例（図８（２）および図１０（２））のように荷重重心移動による変形をさせることなく安定に走査露光を行なうことができる。
【００３２】
以上の構成で、レチクルステージ１にてレチクル基板２とウエハ６とを同期走査させる際に、図９（１）〜（３）に示すようにレチクルステージ１および可動部４がそれぞれ逆向きに移動する。ここで、図９（１）は走査露光開始時のレチクルステージ１および可動部４の位置を示す。ここで走査開始時にはレチクルステージ１にはレチクルステージの両側に設けられたコイル３Ａ，３Ｂに流された駆動電流により走査移動方向に推力Ｆ_aが発生し、それと同時に前記リニアモータの固定側に設けられたヨーク３Ｃ，３Ｄに前記推力に対して相対する反力Ｆ_a'が発生している。また、可動部４は可動部の両側に設けられたコイル５Ａ，５Ｂに、前記レチクルステージの駆動電流に同期して駆動電流が流されることにより可動部には推力Ｆ_dが発生し、可動部を前記レチクルステージ１の走査移動する方向とは１８０゜逆方向に移動させる。それと同時に前記リニアモータの固定側に設けられたヨーク３Ｃ，３Ｄに前記推力に対して相対する反力Ｆ_d'が発生する。この時、リニアモータヨークに発生する反力Ｆ_a'および反力Ｆ_d'はそれぞれ１８０゜逆方向に向かって発生し、かつ等しい反力が発生するため互いの反力ベクトルが相殺し合い、結果として前記リニアモータのヨーク３Ｃ，３Ｄに発生する反力はほぼ０になる。また、図９（２）に走査終了時の減速停止時の反推力Ｆ_bと同じく反力Ｆ_b'を示す。また可動部４の減速停止時の反推力Ｆ_eおよび反力Ｆ_e'を示す。ここでも、上記走査開始時と同じく減速停止時にヨーク３Ｃ，３Ｄに発生するそれぞれの反力ベクトルは相殺され０になる。また、図９（３）に走査終了後に走査開始位置に戻る際の減速停止時の反推力Ｆ_cと同じく反力Ｆ_c'を示す。また可動部４の減速停止時の反推力Ｆ_fおよび反力Ｆ_f'を示す。ここでも、上記走査開始時と同じく減速停止時にヨーク３Ｃ，３Ｄに発生するそれぞれの反力ベクトルは相殺され０になる。以上のように、本実施例に示した走査露光では従来例のように、ヨークに発生する反力により構造体１３および鏡筒定盤１１に微少変位を与えたり、振動させたりすることが無くなり、安定に同期走査露光をすることができる。
【００３３】
以上に示した可動部４の移動制御方法を以下に示す。
図３に可動部の制御系構成図を、図４にレチクルステージ駆動信号からレチクルステージヨークあるいは固定部への伝達率を各駆動周波数で計測した周波数特性を示す。図４において、実線はアクティブダンパ制御なしの場合（従来例）を、破線はアクティブダンパ制御ありの場合（本実施例）を示す。
【００３４】
図３に示すように、レチクルステージ１（図１）が走査方向に移動することにより、レチクルステージ用Ｙ方向レーザ干渉計１６により計測されたレチクルステージ１のＹ方向の移動位置アナログ信号が得られ、その移動位置アナログ信号がアンプ１８により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１９でデジタル信号に変換され、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）２０で演算処理され、ホストコンピュータ２１にて制御情報として処理される。ホストコンピュータ２１ではこれを元に、前述した可動部４とリニアモータコイル５Ａ，５Ｂより構成されたアクティブダンパの制御情報をＤＳＰ２０に出し、ＤＳＰ２０はアクティブダンパ制御信号であるデジタル信号を演算出力する。この演算出力は、さらにＤ／Ａコンバータ２２でデジタル信号からアナログ信号に変換され、そのアナログ信号がパワーアンプ２３により前記リニアモータコイル５Ａ，５Ｂを駆動するのに十分な電流値まで増幅される。そして、リニアモータコイル５Ａ，５Ｂに駆動電流が印加され、可動部４がレチクルステージ１の走査移動に伴い発生するステージユニットの荷重重心移動およびリニアモータ固定側に発生する反力を相殺するように駆動制御される。
【００３５】
図４に、前述したアクティブダンパ制御をかけた場合とかけない場合での、レチクルステージ駆動信号からレチクルステージヨーク３Ｃ，３Ｄあるいは固定部への伝達率を各駆動周波数で計測した周波数特性を示す。ここで実線で示すカーブフィットはアクティブダンパ制御をかけない場合で、図に示すように周波数ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃，ｆ₄ ，‥‥‥に、レチクルステージ１の駆動コイル３Ａ，３Ｂを加振源としたときに前記反力により生ずるレチクルステージヨーク３Ｃ，３Ｄおよび固定側に生じる振動モード（１次モード、２次モード、３次モード、‥‥‥）が発生する。ここで、前述した可動部４およびリニアモータコイル５Ａ，５Ｂよりなるアクティブダンパによる制御をかけた時の、カーブフィットを破線で示す。図に示したように、ｆ₁での共振ピークｇ₁はアクティブダンパ制御によりピークｇ_1'まで振幅が押え込まれているのが解る。同じくｆ₂での共振ピークもｇ₂からｇ_2'へと押え込まれている。アクティブダンパの制御帯域を十分広げることにより、図４破線に示すように、第５次モード（ｆ₅）まで振動ピークをアクティブダンパで押え込むことが可能となる。
【００３６】
以上のように、アクティブダンパの駆動制御をレチクルステージ１の走査移動位置を検出して行なうことにより、レチクルステージユニットに発生する反力を相殺することができる。
【００３７】
上述においては、レチクルステージ１を駆動するリニアモータ３として固定側をヨーク（リニアモータ固定部）、可動側をコイル（リニアモータ可動部）とするものを用いた例を示したが、可動側をマグネット（リニアモータ可動部）、固定側をコイル（リニアモータ固定部）とするリニアモータを用いる場合も本実施例と同様の考え方を適用できることは勿論である。すなわち、この場合には、固定側のコイルを支持するコイル支持部材をアクティブダンパの磁気回路として共用すればよい。
【００３８】
本実施例によれば、
（１）レチクルステージの走査移動方向と逆向きに移動する可動部および駆動手段（ダイナミックダンパ）を、レチクルステージガイドおよび磁気回路の固定側ヨーク（可動側にコイルが設けられた場合）あるいはコイル支持部材（可動側にマグネットが設けられた場合）を共用するように設けることで、従来例で問題となっていた、レチクルステージの走査に伴う、レチクルステージユニットの荷重重心位置の移動およびリニアモータ固定側に生ずる反力を相殺するように前記可動部を移動制御し、ダイナミックダンパとして働かせることにより、レチクルステージユニット全体荷重の重心移動がなく、その結果、露光装置の構造体を変形をさせることなく安定に走査露光を行なうことができ、露光精度とスループットの向上を計れる効果がある。
【００３９】
（２）また、レチクルステージの走査移動方向と逆向きに移動する可動部および駆動手段（ダイナミックダンパ）を、レチクルステージガイドおよび磁気回路の固定側ヨーク（可動側にコイルが設けられた場合）あるいはコイル支持部材（可動側にマグネットが設けられた場合）を共用するように設け、リニアモータヨークに発生する反力の反力ベクトルを相殺させ、ヨークに発生する反力により露光装置の構造体および鏡筒定盤に微少変位を与えたり、振動させたりすることが無くなり、安定な同期走査露光を可能とし、露光精度および装置のスループットを向上させる効果が得られる。
【００４０】
（３）さらに、レチクルステージの移動時に発生する駆動反力をステージ内部で相殺することにより、反力を装置外に逃がす等の大掛かりな構造体が不要になるため、露光装置をコンパクトに構成することが可能になる。
【００４１】
上記実施例では、レチクルステージの走査方向と逆方向に移動し、ダイナミックダンパとして働く可動部は、前記レチクルステージと同軸上の案内ガイドにより移動し、駆動手段も同一ヨークにて駆動していたが、他に図１１（１）に示す様に、レチクルステージ１のリニアモータヨーク３Ｅ，３Ｆを共用する形で、案内ガイド３Ｇ，３Ｈを別に外側にそれぞれ持つ可動部４Ａ，４Ｂを並列に設ける構成としてもよい。この構成でも、レチクルステージ１および可動部４Ａ，４Ｂを走査移動させた際、図１１（２），（３）に示すようにステージユニットの荷重重心はステージ端面からの寸法Ｅの位置から動くことなく走査露光を行なうことができる。また、レチクルステージ１が走査開始時に、レチクルステージ１の駆動コイル３Ａ，３Ｂに駆動電流が流れ、それぞれのコイルに対して推力Ｆ_iおよびＦ_gが発生し、リニアモータヨーク３Ｅ，３Ｆには同時に反力Ｆ_i'およびＦ_g'が発生する。またレチクルステージ１とは逆方向に可動部４Ａ，４Ｂを駆動する電流がコイル５Ｃ，５Ｄに流れそれぞれのコイルに推力Ｆ_h，Ｆ_jが発生し同時にリニアモータヨーク３Ｅ，３Ｆに前記反力Ｆ_i'およびＦ_g'に等しい大きさのＦ_h'およびＦ_j'が発生する。よって、リニアモータヨーク３Ｅ，３Ｆに発生した反力ベクトルの総和は相殺され、反力の発生はほぼ０となる。以上より、上述の実施例とほぼ等しい効果が得られる。
【００４２】
【デバイス生産方法の実施例】
次に上記説明した露光装置または露光方法を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
【００４３】
図１２は微小デバイス（ＩＣ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）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した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）ではシリコンやガラス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、これが出荷（ステップ７）される。
【００４４】
図１３は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。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）ではウエハにレジストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置または露光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光する。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が形成される。
本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、走査露光時、原版を走査するためのステージの移動による、露光装置の構造体や鏡筒定盤の変形や微少変位や振動を従来以上に防止または低減することができ、安定した同期走査露光を可能とし、露光精度とスループットの向上を計ることができる。また、前記走査ステージを駆動することによる反力を装置外に逃がす等の大掛かりな構造体が不要なため、露光装置をコンパクトに構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る露光装置の全体斜視図である。
【図２】図１の装置の全体側面図である。
【図３】図１の装置の可動部の制御系回路図である。
【図４】図１におけるレチクルステージ周波数特性図である。
【図５】図１におけるレチクルステージの斜視図である。
【図６】図１におけるレチクルステージの上面図である。
【図７】図１におけるレチクルステージの側面図である。
【図８】図１におけるレチクルステージの荷重重心図である。
【図９】図１におけるレチクルステージの推力および反力指示図である。
【図１０】図１の露光装置の構造体側面図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係るレチクルステージ図である。
【図１２】微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図１３】図１２におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。
【図１４】従来の露光装置の全体図である。
【図１５】図１４の露光装置のレチクルステージの斜視図である。
【図１６】図１４の露光装置のレチクルステージの上面図である。
【図１７】図１４の露光装置のレチクルステージの荷重重心図である。
【図１８】図１４の露光装置のレチクルステージの推力および反力指示図である。
【符号の説明】
１：レチクルステージ、２：レチクル基板、３Ａ，３Ｂ：コイル、３Ｃ，３Ｄ：ヨーク、４：可動部、５Ａ，５Ｂ：コイル、６：ウエハ、７：ウエハステージ、７Ａ：Ｚステージ、７Ｂ，７Ｃ：リニアモータ、８：ステージ定盤、９：ベースフレーム、１０：ダンパ、１１：鏡筒定盤、１２：投影光学系、１３：構造体、１４：投光手段、１５：受光手段、１６：レチクルステージ用Ｙ方向レーザ干渉計、１７：ウエハステージ用Ｙ方向レーザ干渉計、１８：アンプ、１９：Ａ／Ｄコンバータ、２０：ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、２１：ホストコンピュータ、２２：Ｄ／Ａコンバータ、２３：パワーアンプ、１０１：レチクルステージ、１０２：レチクル基板、１０３Ａ，１０３Ｂ：コイル、１０３Ｃ，１０３Ｄ：ヨーク、１１３：構造体。

Claims

原版面に描かれたパターンの一部を投影光学系を介してスリット状に基板に投影し、該投影光学系に対し前記原版と基板を相対的に走査することにより前記原版のパターンを前記基板に露光する露光装置において、前記原版を保持する原版ステージの走査方向と逆方向に移動可能な可動部が設けられ、走査露光時に前記原版ステージと該可動部は互いに逆方向に同期して移動するように制御され、前記原版ステージと前記可動部のそれぞれは共通のリニアモータ固定部を持つリニアモータで駆動されることを特徴とする露光装置。
前記原版の走査方向の加速度または位置の検出手段が設けられ、前記原版ステージおよび前記可動部は前記検出手段による検出信号により駆動制御されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記原版ステージと前記可動部は共通の案内ガイドにより案内され、該案内ガイドの同軸上をそれぞれ同期移動することを特徴とする請求項１または２記載の露光装置。
前記リニアモータは、可動側にあるリニアモータ可動部として前記原版ステージと前記可動部にそれぞれ設けられたコイルを備え、固定側にある前記リニアモータ固定部として各コイルに対して磁界を印加するマグネットおよびヨークを備え、該マグネットおよびヨークの一方あるいは両方を共用する磁気回路を備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記リニアモータは、可動側にあるリニアモータ可動部として前記原版ステージと前記可動部にそれぞれ設けられたマグネットを備え、固定側にある前記リニアモータ固定部として前記マグネットにより磁界が印加されるコイルおよびコイル支持部を備え、該コイルおよびコイル支持部の一方あるいは両方を共用する磁気回路を備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
基板を保持する基板ステージをさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の露光装置。
前記原版ステージと前記可動部のそれぞれを駆動する駆動手段の固定部は、共通の構造体によって支持されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の露光装置。
請求項１〜７のいずれかに記載の露光装置を用意して露光する工程によってデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
搬送物を保持して移動するステージと、該ステージの移動方向と逆方向に移動可能な可動部を有し、前記ステージと前記可動部のそれぞれを駆動するリニアモータの固定部は、共通の構造体によって支持された共通の固定部であり、該リニアモータによって前記ステージと前記可動部が互いに逆方向に同期して移動することを特徴とするステージ装置。
前記可動部は、前記ステージの移動空間とは異なる空間を移動する
ことを特徴とする請求項９に記載のステージ装置。