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JP7583425B2 - Stage device and semiconductor manufacturing device - Google Patents

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JP7583425B2
JP7583425B2 JP2020071926A JP2020071926A JP7583425B2 JP 7583425 B2 JP7583425 B2 JP 7583425B2 JP 2020071926 A JP2020071926 A JP 2020071926A JP 2020071926 A JP2020071926 A JP 2020071926A JP 7583425 B2 JP7583425 B2 JP 7583425B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本発明は、微細加工用のステージ装置、及び該ステージ装置を備えた半導体製造装置に関する。 The present invention relates to a stage device for microfabrication and a semiconductor manufacturing device equipped with the stage device.

基板処理装置において、基板を保持する保持部を、転がり軸受により支持する構造が開示されている(特許文献1参照)。この構造では、接地部により保持部を接地電位に接続している。接地部の一端部は導通経路部に接続され、接地部の他端部は接地電位に接続されている。この接地部に、接地ブラシや導電性のイオン液体を用いることも記載されている。 A structure has been disclosed in which a holder for holding a substrate is supported by a rolling bearing in a substrate processing apparatus (see Patent Document 1). In this structure, the holder is connected to a ground potential by a grounding part. One end of the grounding part is connected to a conductive path part, and the other end of the grounding part is connected to a ground potential. It has also been described that a grounding brush or a conductive ionic liquid is used for the grounding part.

特開2017-183389号公報JP 2017-183389 A

上記技術の他、半導体製造装置等に用いられるステージ装置においては、台座に載せたワークを精密に動かすために、基部に対して台座を浮上させる空気軸受と、台座を駆動するリニアモータが用いられることがある。空気軸受を用いることで台座と基部とが互いに非接触となるが、台座における静電気の帯電を防止するための配線、例えば接地ブラシが必要であり、完全な非接触にはなっていない。接触部分があると台座が動く際に摩擦が生じるため精密な制御が難しくなる上に、摩耗粉の発生も懸念される。また、台座が浮上していると、台座の熱を基部に逃がすことができない。 In addition to the above technologies, stage devices used in semiconductor manufacturing equipment and the like sometimes use air bearings that levitate the pedestal relative to the base and linear motors that drive the pedestal in order to precisely move the workpiece placed on the pedestal. Using air bearings means that the pedestal and base are not in contact with each other, but wiring to prevent static electricity from building up on the pedestal, such as a grounding brush, is required, so the pedestal is not completely non-contact. If there is contact, friction will occur when the pedestal moves, making precise control difficult, and there is also the risk of wear powder being generated. Furthermore, if the pedestal is levitated, heat from the pedestal cannot be dissipated to the base.

本発明は、高精度なステージ装置及び該ステージ装置を備えた半導体製造装置を提供すると共に、台座と基部との間の非接触での導電性及び熱伝導性を確保して、台座の帯電抑制及び冷却性向上を可能にすることを目的とする。 The present invention aims to provide a high-precision stage device and a semiconductor manufacturing device equipped with the stage device, while ensuring non-contact electrical and thermal conductivity between the pedestal and the base, thereby suppressing charging of the pedestal and improving cooling performance.

第1の態様に係る微細加工用のステージ装置は、基部と、前記基部との間に第1隙間を空けて設けられた台座と、前記基部に対して前記台座を移動させる移動手段と、を有し、導電性及び熱伝導性を有するイオン液体が前記第1隙間に配置されている。 The stage device for microfabrication according to the first aspect has a base, a pedestal provided with a first gap between the base and the pedestal, and a moving means for moving the pedestal relative to the base, and an ionic liquid having electrical conductivity and thermal conductivity is disposed in the first gap.

このステージ装置では、台座と基部との間に第1隙間が設けられ、該第1隙間に導電性を有するイオン液体が配置されているので、台座と基部との間の潤滑性が担保される。したがって、微細加工のために台座を高精度かつ滑らかに移動させることができる。また、基部を接地しておき、台座の移動に伴い台座に帯電する静電気をイオン液体の導電性により基部に伝達して除電することができる。更に、台座の移動に伴う発熱をイオン液体の熱伝導性により基部に伝達して排熱することができる。 In this stage device, a first gap is provided between the pedestal and the base, and an electrically conductive ionic liquid is placed in the first gap, ensuring lubrication between the pedestal and the base. This allows the pedestal to be moved smoothly and with high precision for fine processing. Furthermore, by grounding the base, static electricity that builds up on the pedestal as it moves can be transferred to the base by the electrical conductivity of the ionic liquid and removed. Furthermore, heat generated by the movement of the pedestal can be transferred to the base by the thermal conductivity of the ionic liquid and dissipated.

第2の態様は、第1の態様に係るステージ装置において、前記移動手段が、前記基部に設けられ、前記イオン液体を通し前記第1隙間に通じる流路と、前記流路に通す前記イオン液体の液量又は圧力を加減して前記台座の移動量を制御する制御手段と、を有する。 In a second aspect, in the stage device according to the first aspect, the moving means is provided on the base and has a flow path through which the ionic liquid passes and leads to the first gap, and a control means for controlling the amount of movement of the pedestal by adjusting the amount or pressure of the ionic liquid passed through the flow path.

このステージ装置では、制御手段によりイオン液体の液量又は圧力を加減することで、基部の移動を高精度に制御できる。 In this stage device, the movement of the base can be controlled with high precision by adjusting the amount or pressure of the ionic liquid using a control means.

第3の態様は、第1の態様又は第2の態様に係るステージ装置において、前記移動手段が、前記台座を少なくとも水平方向に移動させる。 In a third aspect, in the stage device according to the first or second aspect, the moving means moves the base at least in a horizontal direction.

このステージ装置では、制御手段によりイオン液体の液量又は圧力を制御することで、台座を高精度で水平方向に移動させることができる。このステージ装置を半導体製造装置に用いた場合、例えば半導体ウエハに対する露光位置の高精度な位置決めが可能となる。 In this stage device, the control means controls the amount or pressure of the ionic liquid, allowing the pedestal to be moved horizontally with high precision. When this stage device is used in semiconductor manufacturing equipment, for example, it becomes possible to position the exposure position for a semiconductor wafer with high precision.

第4の態様は、第1~第3の態様の何れか1態様に係るステージ装置において、前記移動手段は、前記台座を少なくとも鉛直方向に移動させる。 In a fourth aspect, in the stage device according to any one of the first to third aspects, the moving means moves the base at least in the vertical direction.

このステージ装置では、制御手段によりイオン液体の液量又は圧力を制御することで、台座の高さを高精度に制御することができる。このステージ装置を半導体製造装置に用いた場合、例えば半導体ウエハに対する露光手段の高精度なフォーカスが可能となる。 In this stage device, the height of the pedestal can be controlled with high precision by controlling the amount or pressure of the ionic liquid with the control means. When this stage device is used in semiconductor manufacturing equipment, for example, it becomes possible to focus the exposure means on the semiconductor wafer with high precision.

第5の態様に係る半導体製造装置は、第1~第4の態様の何れか1態様に係るステージ装置を備え、前記ステージ装置に半導体ウエハが載置される。 The semiconductor manufacturing apparatus according to the fifth aspect includes a stage device according to any one of the first to fourth aspects, and a semiconductor wafer is placed on the stage device.

この半導体製造装置では、上記ステージ装置を用いることで、半導体ウエハに対する加工を高精度に行うことができる。 By using the stage device, this semiconductor manufacturing device can perform processing on semiconductor wafers with high precision.

第6の態様は、第5の態様に係る半導体製造装置において、前記半導体ウエハを露光する露光手段が、前記半導体ウエハとの間に第2隙間を空けて設けられ、前記第2隙間にマッチングオイルとしてのイオン液体が配置されている。 In a sixth aspect, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the fifth aspect, an exposure means for exposing the semiconductor wafer is provided with a second gap between the exposure means and the semiconductor wafer, and an ionic liquid is placed in the second gap as a matching oil.

この半導体製造装置では、第2隙間にもイオン液体が満たされていることにより、インデックスマッチングができるようになる。この際、第1隙間のイオン液体と第2隙間のイオン液体を同質とすることにより、仮に双方のイオン液体が混ざってもコンタミネーションの問題が生じないようにすることができる。 In this semiconductor manufacturing device, the second gap is also filled with ionic liquid, which enables index matching. In this case, by making the ionic liquid in the first gap and the ionic liquid in the second gap the same, contamination problems can be prevented even if the two ionic liquids are mixed.

本発明によれば、高精度なステージ装置及び該ステージ装置を備えた半導体製造装置を提供すると共に、台座と基部との間の非接触での導電性及び熱伝導性を確保して、台座の帯電抑制及び冷却性向上を可能にすることができる。 The present invention provides a high-precision stage device and a semiconductor manufacturing device equipped with the stage device, while ensuring non-contact electrical and thermal conductivity between the pedestal and the base, making it possible to suppress charging of the pedestal and improve cooling.

本実施形態に係るステージ装置の概要を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overview of a stage device according to the present embodiment. 半導体ウエハが載置されたステージ装置を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a stage device on which a semiconductor wafer is placed. 図2における3-3矢視断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 in FIG. 2. ステージ装置から台座を取り外した状態を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a state in which the pedestal is removed from the stage device. 第2隙間にマッチングオイルとしてイオン液体を配置した状態を模式的に示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing a schematic state in which an ionic liquid is placed in the second gap as a matching oil. FIG. 現像液とイオン液体が混ざらないことを模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic diagram illustrating that a developer and an ionic liquid are not mixed.

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。なお、各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。また、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。 Below, the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that components indicated with the same reference numerals in each drawing are the same components. Also, duplicated explanations and reference numerals in the embodiments described below may be omitted.

[第1実施形態]
図1において、本実施形態に係る半導体製造装置10は、微細加工用のステージ装置12を有している。ステージ装置12は、例えば、半導体ウエハ20に様々な処理を行うための真空容器(図示せず)内に設置される。このステージ装置12は、基部14と、台座16と、移動手段18とを有しており、台座16には、半導体ウエハ20が載置される。また、導電性及び熱伝導性を有するイオン液体26が、基部14と台座16の間の第1隙間S1に供給されて配置される。
[First embodiment]
1, a semiconductor manufacturing apparatus 10 according to this embodiment has a stage device 12 for microfabrication. The stage device 12 is installed, for example, in a vacuum container (not shown) for performing various processes on a semiconductor wafer 20. The stage device 12 has a base 14, a pedestal 16, and a moving means 18, and the semiconductor wafer 20 is placed on the pedestal 16. An ionic liquid 26 having electrical conductivity and thermal conductivity is supplied and disposed in a first gap S1 between the base 14 and the pedestal 16.

(基部)
図1から図4において、基部14は、例えば平面視で四角形に形成され、かつ電気的に接地されている。一例として、基部14の中央部には、台座16が配置される凹部22が形成されている。凹部22は平面視で略四角形とされている。凹部22を囲む四辺は、堤部24とされている。図2から図4に示されるように、各々の堤部24には、イオン液体26の供給穴31X,31Yと排出穴32X,32Yが形成されている。一例として、供給穴31X,31Yには、絞り30がそれぞれ設けられている。
(base)
1 to 4, the base 14 is formed, for example, in a rectangular shape in a plan view, and is electrically grounded. As an example, a recess 22 in which the seat 16 is disposed is formed in the center of the base 14. The recess 22 is substantially rectangular in a plan view. The four sides surrounding the recess 22 are bank portions 24. As shown in FIGS. 2 to 4, each bank portion 24 is formed with supply holes 31X, 31Y and discharge holes 32X, 32Y for the ionic liquid 26. As an example, a throttle 30 is provided in each of the supply holes 31X, 31Y.

また、供給穴31Xは、台座16をX方向に移動させる際にイオン液体26を供給する穴である。供給穴31Yは、台座16をY方向に移動させる際にイオン液体26を供給する穴である。排出穴32X,32Yは、供給穴31X,31Yの下側にそれぞれ形成されている。供給穴31X及び排出穴32X、並びに供給穴31Y及び排出穴32Yは、各々の堤部24の長手方向の中央部にそれぞれ一対ずつ形成されている。 The supply hole 31X is a hole through which the ionic liquid 26 is supplied when the base 16 is moved in the X direction. The supply hole 31Y is a hole through which the ionic liquid 26 is supplied when the base 16 is moved in the Y direction. The discharge holes 32X and 32Y are formed below the supply holes 31X and 31Y, respectively. The supply hole 31X and the discharge hole 32X, and the supply hole 31Y and the discharge hole 32Y are each formed in pairs in the longitudinal center of each bank portion 24.

なお、供給穴31X,31Y及び排出穴32X,32Yの位置や数はこれに限られず、堤部24の長手方向に複数対の供給穴31X,31Y及び排出穴32X,32Yが形成されていてもよい。また、供給穴31X,31Y及び排出穴32X,32Yが対に配置されていなくてもよい。具体的には、供給穴31Xと排出穴32Xの位置が、互いにY方向にずれていてもよい。また、供給穴31Yと排出穴32Yの位置が、互いにX方向にずれていてもよい。 The positions and number of the supply holes 31X, 31Y and the discharge holes 32X, 32Y are not limited to this, and multiple pairs of supply holes 31X, 31Y and discharge holes 32X, 32Y may be formed in the longitudinal direction of the bank portion 24. Furthermore, the supply holes 31X, 31Y and the discharge holes 32X, 32Y do not have to be arranged in pairs. Specifically, the positions of the supply holes 31X and the discharge holes 32X may be offset from each other in the Y direction. Furthermore, the positions of the supply holes 31Y and the discharge holes 32Y may be offset from each other in the X direction.

基部14における凹部22の底部28には、支持部36が形成されている。この支持部36は、基部14と台座16の間の第1隙間S1にイオン液体26が供給されておらず、台座16が浮上していないときに台座16を支える部位である。この支持部36は、例えば台座16よりも小さい四角形の稜線状に形成されている(図4)。支持部36の内側には、ポケット38が形成されている。ポケット38は1箇所に限られず、複数箇所に設けられていてもよい。ポケット38の底部29は、凹部22の底部28よりも高く、支持部36よりも低い位置にある。この底部29の例えば中央部には、台座16をZ方向(上下方向)に移動させるための供給穴31Zが、例えば1つ形成されている。一例として、供給穴31Zには、絞り34が設けられている。なお、供給穴31Zの数は1つに限られず、複数であってもよい。ポケット38にイオン液体26を供給することにより、台座16を基部14から浮上させることが可能となっている。 A support portion 36 is formed on the bottom 28 of the recess 22 in the base 14. This support portion 36 is a portion that supports the pedestal 16 when the ionic liquid 26 is not supplied to the first gap S1 between the base 14 and the pedestal 16 and the pedestal 16 is not floating. This support portion 36 is formed, for example, in a rectangular ridge shape smaller than the pedestal 16 (FIG. 4). A pocket 38 is formed inside the support portion 36. The pocket 38 is not limited to one location, and may be provided in multiple locations. The bottom 29 of the pocket 38 is higher than the bottom 28 of the recess 22 and lower than the support portion 36. For example, one supply hole 31Z for moving the pedestal 16 in the Z direction (up and down direction) is formed in, for example, the center of the bottom portion 29. As an example, the supply hole 31Z is provided with a throttle 34. The number of supply holes 31Z is not limited to one, and may be multiple. By supplying ionic liquid 26 to pocket 38, it is possible to lift pedestal 16 from base 14.

凹部22における支持部36と堤部24の間には、回収溝25が環状に形成されている。上記した排出穴32X,32Yは、この回収溝25に開口している。 A recovery groove 25 is formed in an annular shape between the support portion 36 and the bank portion 24 in the recess 22. The discharge holes 32X and 32Y described above open into this recovery groove 25.

(台座)
台座16は、半導体ウエハ20が載置される部位であり、少なくとも一部が基部14の凹部22に入り込む大きさとされ、平面視で例えば略四角形とされている。図2に示される例では、台座16が全体的に凹部22に入り込んでいる。図3に示される例では、台座16の大部分が凹部22に入り込んでいるが、上部はわずかに堤部24より上方に突出している。このように、台座16は、凹部22内で浮上可能な構造であればよい。
(pedestal)
The pedestal 16 is a portion on which the semiconductor wafer 20 is placed, and is sized so that at least a portion of it fits into the recess 22 of the base 14, and is, for example, substantially rectangular in plan view. In the example shown in Fig. 2, the pedestal 16 fits entirely into the recess 22. In the example shown in Fig. 3, most of the pedestal 16 fits into the recess 22, but the upper portion slightly protrudes above the bank 24. In this manner, the pedestal 16 may have a structure that allows it to float within the recess 22.

台座16の底面16Bは、例えば平面とされている。また、台座16の4箇所の側面16Aには、ポケット40がそれぞれ形成されている。ポケット40は1箇所に限られず、複数箇所に設けられていてもよい。上記した供給穴31X,31Yは、このポケット40にそれぞれ対向して設けられており、ポケット40に向けてイオン液体26を供給できるようになっている。図3では、供給穴31Yがポケット40に対向していることが示されている。 The bottom surface 16B of the base 16 is, for example, a flat surface. In addition, a pocket 40 is formed on each of the four side surfaces 16A of the base 16. The pocket 40 is not limited to being provided in one location, and may be provided in multiple locations. The above-mentioned supply holes 31X and 31Y are provided facing the pockets 40, respectively, so that the ionic liquid 26 can be supplied toward the pockets 40. In FIG. 3, it is shown that the supply hole 31Y faces the pocket 40.

台座16は、基部14との間に第1隙間S1を空けて設けられている。第1隙間S1は、X方向の隙間、Y方向の隙間及びZ方向の隙間を含む。第1隙間S1にイオン液体26が供給されることにより、台座16が基部14から浮上し、該基部14と非接触になるように構成されている。第1隙間S1は、台座16の浮上時に台座16と基部14とに形成される隙間の全体を意味する。上記したポケット38,40も、第1隙間S1を構成する。 The pedestal 16 is provided with a first gap S1 between it and the base 14. The first gap S1 includes a gap in the X direction, a gap in the Y direction, and a gap in the Z direction. When the ionic liquid 26 is supplied to the first gap S1, the pedestal 16 floats up from the base 14 and is configured to be out of contact with the base 14. The first gap S1 refers to the entire gap formed between the pedestal 16 and the base 14 when the pedestal 16 floats up. The pockets 38 and 40 described above also constitute the first gap S1.

イオン液体26は、例えばN,N-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウム テトラフルオロボラート(DEMEBF)を含む、アンモニウム塩、イミダゾリウム塩、ピリジニウム塩のイオン液体である。他に、モリホリニウム塩、ホスホニウム塩、ピペリジニウム塩、ピロジニウム塩、スルホニウム塩のイオン液体を用いてもよい。またこれら複数の塩を混合して用いてもよい。 The ionic liquid 26 is, for example, an ionic liquid of an ammonium salt, an imidazolium salt, or a pyridinium salt, including N,N-diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium tetrafluoroborate (DEMEBF 4 ). In addition, an ionic liquid of a morpholinium salt, a phosphonium salt, a piperidinium salt, a pyrrolidinium salt, or a sulfonium salt may be used. A mixture of a plurality of these salts may also be used.

(移動手段)
移動手段18は、基部14に対して台座16を例えば水平方向(X方向、Y方向)及び鉛直方向(Z方向)に移動させるための駆動部であり、流路42と、制御手段44と、を有している。流路42は、基部14に設けられ、イオン液体26を通し第1隙間S1に通じる部位であり、その一例が上記した供給穴31X,31Y,31Z及び排出穴32X,32Yである(図2、図3)。
(Transportation)
The moving means 18 is a drive unit for moving the pedestal 16, for example, in the horizontal direction (X direction, Y direction) and the vertical direction (Z direction) relative to the base 14, and has a flow path 42 and a control means 44. The flow path 42 is a portion provided in the base 14 and communicates with the first gap S1 through which the ionic liquid 26 passes, and examples of the flow path are the above-mentioned supply holes 31X, 31Y, 31Z and discharge holes 32X, 32Y (FIGS. 2 and 3).

制御手段44は、流路42に通すイオン液体26の液量又は圧力を加減して台座16の移動量を制御する制御装置である。制御手段44は、例えば、X-Y方向圧力調整要素50と、Z方向圧力調整要素52と、圧力供給要素54と、イオン液体リザーバ56と、制御要素58とを有している。 The control means 44 is a control device that controls the amount of movement of the base 16 by adjusting the amount or pressure of the ionic liquid 26 passed through the flow path 42. The control means 44 has, for example, an XY direction pressure adjustment element 50, a Z direction pressure adjustment element 52, a pressure supply element 54, an ionic liquid reservoir 56, and a control element 58.

X-Y方向圧力調整要素50は、例えば圧力調整弁であり、基部14の供給穴31X,31Yと圧力供給要素54との間にそれぞれ配管で接続されている。なお、X方向圧力調整要素とY方向圧力調整要素を別々に設けてもよい。Z方向圧力調整要素52も例えば圧力調整弁であり、基部14の供給穴31Yと圧力供給要素54との間に配管で接続されている。 The X-Y direction pressure adjustment element 50 is, for example, a pressure adjustment valve, and is connected by piping between the supply holes 31X, 31Y of the base 14 and the pressure supply element 54. The X direction pressure adjustment element and the Y direction pressure adjustment element may be provided separately. The Z direction pressure adjustment element 52 is also, for example, a pressure adjustment valve, and is connected by piping between the supply hole 31Y of the base 14 and the pressure supply element 54.

圧力供給要素54は、例えばポンプであり、供給穴31X,31Y,31Zとイオン液体リザーバ56との間に配管で接続されている。この圧力供給要素54は、イオン液体リザーバ56内のイオン液体26を加圧して、X-Y方向圧力調整要素50及びZ方向圧力調整要素52に供給するようになっている。イオン液体リザーバ56は、基部14の排出穴32X,32Y(図2、図3)と圧力供給要素54との間に配管で接続されており、排出穴32X,32Yから排出されたイオン液体26を一時的に貯留しておく容器である。 The pressure supply element 54 is, for example, a pump, and is connected by piping between the supply holes 31X, 31Y, 31Z and the ionic liquid reservoir 56. This pressure supply element 54 pressurizes the ionic liquid 26 in the ionic liquid reservoir 56 and supplies it to the X-Y direction pressure adjustment element 50 and the Z direction pressure adjustment element 52. The ionic liquid reservoir 56 is connected by piping between the discharge holes 32X, 32Y (Figures 2 and 3) of the base 14 and the pressure supply element 54, and is a container that temporarily stores the ionic liquid 26 discharged from the discharge holes 32X, 32Y.

なお、移動手段18による台座16の移動方向は、X方向、Y方向及びZ方向の任意の組合せが可能である。したがって、移動方向は水平方向のみでもよく、また鉛直方向(Z方向)のみでもよい。水平方向は、一方向(X方向又はY方向)と二方向(X方向及びY方向)のどちらでもよい。また、移動方向は、X方向及びZ方向、Y方向及びZ方向であってもよい。 The movement direction of the base 16 by the moving means 18 can be any combination of the X direction, Y direction, and Z direction. Therefore, the movement direction may be only the horizontal direction, or only the vertical direction (Z direction). The horizontal direction may be either one direction (X direction or Y direction) or two directions (X direction and Y direction). The movement direction may also be the X direction and Z direction, or the Y direction and Z direction.

図5に示される半導体製造装置10では、半導体ウエハ20を露光する露光手段60が、半導体ウエハ20との間に第2隙間S2を空けて設けられている。第2隙間S2には、マッチングオイルとしてのイオン液体46が配置されている。 In the semiconductor manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 5, an exposure means 60 for exposing a semiconductor wafer 20 is provided with a second gap S2 between the exposure means 60 and the semiconductor wafer 20. An ionic liquid 46 is placed in the second gap S2 as a matching oil.

(作用)
図1において、本実施形態に係るステージ装置12では、台座16と基部14との間に第1隙間S1が設けられ、該第1隙間S1に導電性を有するイオン液体26が配置されているので、台座16と基部14との間の潤滑性が担保される。したがって、微細加工のために台座16を高精度かつ滑らかに移動させることができる。また、基部14を接地しておき、台座16の移動に伴い台座16に帯電する静電気をイオン液体26の導電性により基部14に伝達して除電することができる。これにより、台座16と基部14とが完全非接触の案内機構を実現できる。更に、台座16の移動に伴う発熱をイオン液体26の熱伝導性により基部14に伝達して排熱することができる。
(Action)
In FIG. 1, in the stage device 12 according to this embodiment, a first gap S1 is provided between the pedestal 16 and the base 14, and an ionic liquid 26 having electrical conductivity is disposed in the first gap S1, so that lubrication between the pedestal 16 and the base 14 is ensured. Therefore, the pedestal 16 can be moved smoothly with high precision for fine processing. In addition, the base 14 is grounded, and the static electricity charged on the pedestal 16 as the pedestal 16 moves can be transferred to the base 14 by the electrical conductivity of the ionic liquid 26 to be discharged. This allows a guide mechanism in which the pedestal 16 and the base 14 are completely non-contact. Furthermore, the heat generated by the movement of the pedestal 16 can be transferred to the base 14 by the thermal conductivity of the ionic liquid 26 to be discharged.

ステージ装置12では、圧力供給要素54が、イオン液体リザーバ56内のイオン液体26を加圧して、供給穴31X,31Y,31Zに供給する。イオン液体26は、第1隙間S1に入り、台座16を基部14から浮上させる。余分なイオン液体26は、回収溝25及び排出穴32X,32Yを通じてイオン液体リザーバ56に回収される。 In the stage device 12, the pressure supply element 54 pressurizes the ionic liquid 26 in the ionic liquid reservoir 56 and supplies it to the supply holes 31X, 31Y, and 31Z. The ionic liquid 26 enters the first gap S1 and causes the pedestal 16 to float from the base 14. Excess ionic liquid 26 is collected in the ionic liquid reservoir 56 through the collection groove 25 and the discharge holes 32X and 32Y.

この際、X-Y方向圧力調整要素50とZ方向圧力調整要素52により、供給穴31X,31Y,31Zに供給するイオン液体26の液量又は圧力を加減することで、基部14のX方向、Y方向及びZ方向の移動をそれぞれ高精度に制御できる。例えば半導体製造に必要なナノメートルオーダーでの制御が可能である。したがって、ステージ装置12を半導体製造装置10に用いることで、例えば半導体ウエハ20に対する露光位置の高精度な位置決めが可能となる。また、台座16の高さを制御することで、半導体ウエハ20に対する露光手段60(図6)の高精度なフォーカスが可能となる。また、台座16の傾きを制御することもできるので、半導体ウエハ20にばらつきがあってもその姿勢を制御できる。このように、ステージ装置12を用いた半導体製造装置10によれば、半導体ウエハ20に対する加工を高精度に行うことができる。 At this time, the X-Y direction pressure adjustment element 50 and the Z direction pressure adjustment element 52 can adjust the amount or pressure of the ionic liquid 26 supplied to the supply holes 31X, 31Y, and 31Z, thereby controlling the movement of the base 14 in the X direction, Y direction, and Z direction with high precision. For example, control on the order of nanometers required for semiconductor manufacturing is possible. Therefore, by using the stage device 12 in the semiconductor manufacturing apparatus 10, for example, the exposure position for the semiconductor wafer 20 can be positioned with high precision. In addition, by controlling the height of the pedestal 16, it is possible to focus the exposure means 60 (FIG. 6) on the semiconductor wafer 20 with high precision. In addition, since the inclination of the pedestal 16 can also be controlled, the attitude of the semiconductor wafer 20 can be controlled even if there is variation in the semiconductor wafer 20. In this way, the semiconductor manufacturing apparatus 10 using the stage device 12 can perform processing on the semiconductor wafer 20 with high precision.

半導体製造装置10では、処理室内を真空にすることが多いため、真空に対応したステージ装置12が求められており、真空中でアウトガスが発生する油や水をステージ装置12に用いることはできない。本実施形態では、超高真空の環境下でも気化せず、油や水のようなアウトガスの発生が少ないイオン液体26を台座16の潤滑等に用いている。アウトガス分圧は、例えば10-9Pa未満である。したがって、ステージ装置12を超高真空の環境下で使用することができる。また、超高真空の環境下でアウトガスが発生した場合でも、そのアウトガスがどこから出たのかを予想し易い。更に、真空シールが不要なため、構成が簡素となり、装置の小型化が可能である。超高真空での機構駆動状態で、10-5Pa以下の真空度を維持可能である。 In the semiconductor manufacturing apparatus 10, the inside of the processing chamber is often evacuated, so that the stage device 12 corresponding to the vacuum is required, and oil or water that generates outgas in a vacuum cannot be used in the stage device 12. In this embodiment, the ionic liquid 26 that does not vaporize even in an ultra-high vacuum environment and generates less outgas than oil or water is used for lubrication of the pedestal 16. The outgas partial pressure is, for example, less than 10 −9 Pa. Therefore, the stage device 12 can be used in an ultra-high vacuum environment. Even if outgassing occurs in an ultra-high vacuum environment, it is easy to predict where the outgas came from. Furthermore, since a vacuum seal is not required, the configuration is simplified and the device can be made smaller. When the mechanism is driven in an ultra-high vacuum, a vacuum degree of 10 −5 Pa or less can be maintained.

図5に示される例では、第2隙間S2にもイオン液体26が満たされていることにより、インデックスマッチングができるようになる。この際、第1隙間S1のイオン液体26と第2隙間S2のイオン液体26を同質とすることにより、仮に双方のイオン液体26が混ざってもコンタミネーションの問題が生じないようにすることができる。 In the example shown in FIG. 5, the second gap S2 is also filled with ionic liquid 26, thereby enabling index matching. In this case, by making the ionic liquid 26 in the first gap S1 and the ionic liquid 26 in the second gap S2 the same quality, it is possible to prevent contamination problems even if the two ionic liquids 26 are mixed together.

図6において、半導体の製造工程において、半導体ウエハ20にかけた現像液62が台座16や基部14へ流れ出したとしても、現像液62はイオン液体26と混ざらないため、台座16と基部14との第1隙間S1に現像液62が浸透しない。したがって、イオン液体26の性質の変化を抑制できる。 In FIG. 6, even if the developer 62 applied to the semiconductor wafer 20 flows onto the pedestal 16 or base 14 during the semiconductor manufacturing process, the developer 62 does not mix with the ionic liquid 26, and therefore the developer 62 does not penetrate into the first gap S1 between the pedestal 16 and base 14. Therefore, changes in the properties of the ionic liquid 26 can be suppressed.

このように、本実施形態によれば、高精度なステージ装置12及び該ステージ装置12を備えた半導体製造装置10を提供することができる。また、台座16と基部14との間の非接触での導電性及び熱伝導性を確保して、台座16の帯電抑制及び冷却性向上を可能にすることができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a highly accurate stage device 12 and a semiconductor manufacturing device 10 equipped with the stage device 12. In addition, it is possible to ensure non-contact electrical conductivity and thermal conductivity between the pedestal 16 and the base 14, thereby making it possible to suppress charging of the pedestal 16 and improve cooling performance.

[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
[Other embodiments]
An example of an embodiment of the present invention has been described above, but the embodiment of the present invention is not limited to the above, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

10 半導体製造装置
12 ステージ装置
14 基部
16 台座
18 移動手段
20 半導体ウエハ
26 イオン液体
31X 供給穴(流路)
31Y 供給穴(流路)
31Z 供給穴(流路)
32X 排出穴(流路)
32Y 排出穴(流路)
42 流路
44 制御手段
46 イオン液体(第2隙間)
60 露光手段
S1 第1隙間
S2 第2隙間
10 Semiconductor manufacturing apparatus 12 Stage device 14 Base 16 Pedestal 18 Moving means 20 Semiconductor wafer 26 Ionic liquid 31X Supply hole (flow path)
31Y Supply hole (flow path)
31Z Supply hole (flow path)
32X Discharge hole (flow path)
32Y Discharge hole (flow path)
42 Flow path 44 Control means 46 Ionic liquid (second gap)
60 Exposure means S1 First gap S2 Second gap

Claims (4)

基部と、
前記基部との間に第1隙間を空けて設けられた台座と、
前記基部に対して前記台座を移動させる移動手段と、を有し、
導電性及び熱伝導性を有するイオン液体が前記第1隙間に配置され、
前記移動手段は、前記基部に設けられ、前記イオン液体を通し前記第1隙間に通じる流路と、前記流路に通す前記イオン液体の液量又は圧力を加減して前記台座の移動量を制御する制御手段と、を有する微細加工用のステージ装置。
A base and
A pedestal provided with a first gap between the pedestal and the base portion;
a moving means for moving the pedestal relative to the base,
an ionic liquid having electrical and thermal conductivity is disposed in the first gap;
The moving means is a stage device for micro-machining that has a flow path provided on the base and leading to the first gap through which the ionic liquid passes, and a control means that controls the amount of movement of the base by adjusting the amount or pressure of the ionic liquid passed through the flow path.
前記移動手段は、前記台座を少なくとも水平方向に移動させる請求項1に記載のステージ装置。 The stage device according to claim 1, wherein the moving means moves the base at least in a horizontal direction. 前記移動手段は、前記台座を少なくとも鉛直方向に移動させる請求項1又は請求項2に記載のステージ装置。 The stage device according to claim 1 or 2, wherein the moving means moves the base at least in the vertical direction. 基部と、
前記基部との間に第1隙間を空けて設けられた台座と、
前記基部に対して前記台座を移動させる移動手段と、を有し、
導電性及び熱伝導性を有するイオン液体が前記第1隙間に配置されている微細加工用のステージ装置を備え、
前記ステージ装置に半導体ウエハが載置され、
前記半導体ウエハを露光する露光手段が、前記半導体ウエハとの間に第2隙間を空けて設けられ、
前記第2隙間にマッチングオイルとしてのイオン液体が配置されてい半導体製造装置。
A base and
A pedestal provided with a first gap between the pedestal and the base portion;
a moving means for moving the pedestal relative to the base,
a stage device for micro-machining, the stage device including an ionic liquid having electrical conductivity and thermal conductivity disposed in the first gap;
A semiconductor wafer is placed on the stage device,
an exposure means for exposing the semiconductor wafer to light is provided with a second gap between the exposure means and the semiconductor wafer;
A semiconductor manufacturing apparatus in which an ionic liquid is placed in the second gap as a matching oil.
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