JP2000299370A - 試料保持装置およびこの保持装置を用いた露光装置 - Google Patents
試料保持装置およびこの保持装置を用いた露光装置Info
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Abstract
ることなく、簡単で安価に試料を試料台に堅固に保持
し、試料の走査駆動時の加速度を増大可能にする。 【解決手段】 横方向へ移動可能な試料台としての移動
台2の上に平板状の試料であるレチクル1を保持する試
料保持装置であって、レチクル1を移動台2上に直接真
空吸着するとともに、レチクル1および移動台2に対し
物理的に分離し独立した独立保持用具H1を複数箇所に
配置して、レチクル1を移動台2上の所定位置に保持す
る。
Description
載して該試料の板面と平行な方向に移動可能な試料台上
に前記試料を保持するための試料保持装置およびこの装
置を用いた露光装置に関する。このような試料保持装置
は、特に、レチクル(マスクを含む)を移動台上に保持
する保持装置およびその装置を用いた走査型露光装置等
に適している。
の平板状試料上に形成されたパターンの一部をウエハ等
の被露光基板上に転写するための投影系と、レチクル上
のパターンの一部を矩形ないし円弧状のスリット状光束
により照射する光源を有する照明系と、レチクルおよび
被露光基板をスリット状光束および投影系に対して一定
速度比で走査(スキャン)するスキャン機構部とを有
し、レチクル上のパターンをウエハ上に露光転写する走
査型露光装置が知られている。
略構成図である。この露光装置は、光源である水銀灯や
レーザー光源からの露光光をスリット状光束にする照射
系26と、このスリット状光束で照明された平板状試料
としてのレチクル1上のパターンを被露光基板であるウ
エハ28上に縮小投影する投影系27とを有する。レチ
クル1は、横方向に移動可能な試料台としてのレチクル
ステージ29に設置されたレチクル保持装置上に搭載さ
れ、真空吸着されている。レチクルステージ29上に
は、反射鏡31が搭載され、この反射鏡31を介してレ
チクルステージ29は、レチクル位置計測レーザー干渉
計30により位置計測されている。
に搭載されたウエハチャック32に真空吸着されてい
る。ウエハステージ33にはバーミラー34が設けられ
ており、このバーミラー34を介してウエハステージ3
3はウエハ位置計測レーザー干渉計35により位置計測
されている。
置を検出するためのアライメント検出系36がレチクル
1の上部に配置されており、露光装置はこれにより相対
位置を検出した後、レチクル位置計測レーザー干渉計3
0とウエハ位置計測レーザー干渉計35とによりレチク
ル1とウエハ28間の位置の同期をとって走査露光を行
なう。
体フレーム38により支持されており、レチクルステー
ジ29はこの本体フレーム38上に配置された構造体3
7上を移動する。そして、図7に示すように、従来のレ
チクル保持装置は、レチクル1の下面のパターンの無い
限られた部分(図7において斜線を施した部分)を、レ
チクル保持装置に設置されている真空パッド22上に真
空吸着しているだけであった。
は、真空パッド22上にレチクル1の下面のパターンの
無い限られた部分を真空吸着しているだけであったた
め、吸着面積が小さい場合、レチクルステージ29の走
査駆動時の加速度を上げて生産性を向上させようとする
と、真空吸着によって発生したレチクル1とレチクルス
テージ29との間のレチクル保持力(摩擦力)をレチク
ル1の慣性力が上回り、レチクル1とレチクル保持装置
29との間で滑りが生じる可能性がある。このような滑
りによって、レチクル1の位置がずれると、アライメン
ト精度が低下したり、最悪の場合、アライメントが不可
能になるという重大な問題点があった。このため、レチ
クルステージ29の走査駆動加速度に限界を生じ、デバ
イスの生産性の向上を阻害していた。レチクル保持力を
増大させるためには、電気的または機械的な力でレチク
ル1をレチクルステージ29に押し付けることも考えら
れる。しかし、押し付け機構をレチクルステージ29上
に設置すると、レチクルステージ29上にレチクル1を
搭載する際に、上方から降りてくるレチクル1に対し押
し付け機構を退避させる機能等を付加する必要があり、
機構が複雑になる。また、静電気力を使った吸着装置で
は、真空吸着と比較して飛躍的に吸着力が増すわけでは
なく、さらに、高圧電源等の高価な電機部品が必要とな
り、レチクル保持装置をコストアップさせる結果となっ
ていた。
れたものであって、レチクル等の平板状の試料とレチク
ルステージ等の試料台との接触面積を拡大することな
く、簡単で安価に試料を試料台に堅固に保持し、試料の
走査駆動時の加速度を増大させて、生産性の向上と高精
度化を両立させることができる試料保持装置およびこの
保持装置を用いた露光装置を提供することを目的とす
る。
達成するために、本発明は、平板状の試料を搭載して該
試料の板面と平行な方向に移動可能な試料台の上に前記
試料を保持する試料保持装置において、前記試料および
前記試料台に対し物理的に分離し独立した独立保持用具
をもって、前記試料を前記試料台上に保持することを特
徴とする。また、本発明では、試料を前記試料台上に直
接真空吸着するとともに、前記試料および前記試料台に
対し物理的に分離し独立した独立保持用具をもって、前
記試料を前記試料台上に保持してもよく、独立保持用具
は、真空吸着力によって前記試料を前記試料台上に保持
してもよく、独立保持用具は、真空吸着力によって前記
試料台に吸着されると同時に前記試料を前記試料台に押
し付けてもよく、独立保持用具は、磁気吸引力によって
前記試料台に吸着されると同時に前記試料を前記試料台
に押し付けてもよい。
真空供給制御手段と、前記独立保持用具を前記試料台上
に搬送するための搬送手段と、露光手段とを有し、前記
試料上のパターンを被露光基板上に転写する露光装置に
適用することもでき、磁気吸引力を制御する磁気制御手
段と、前記独立保持用具を前記試料台上に搬送する搬送
手段と、露光手段とを備え、前記試料上のパターンを被
露光基板上に転写する露光装置に適用することも可能で
ある。
該レチクルを試料台としてのレチクルステージに対し保
持する走査型露光装置に適用した場合に、レチクル下面
のパターンの無い部分を従来の吸着手段によってレチク
ルステージに吸着するとともに、レチクル上面の被露光
部分とレチクルステージ上の適当な部分とをレチクルお
よびレチクルステージに対し物理的に分離し独立した独
立保持用具をもって、該レチクルをレチクルステージに
対して堅固に保持可能ならしめる。
ようなレチクル保持装置を搭載することで、レチクルを
レチクルステージに安定した状態にて保持し、露光中に
レチクルの位置がずれるのを回避することができる。こ
れによって、走査型露光装置の転写精度を向上させ、高
速化による生産性の向上にも大きく貢献できる。
態について、平板状の試料がレチクルであり、走査型露
光装置に適用する場合を例として、図面を参照しながら
詳細に説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施の形態に係
るレチクル保持装置を搭載した走査型露光装置のレチク
ルステージ部分を示す平面図、図2は図1の横断面図で
ある。図1において、レチクル1は、レチクル保持装置
を有する試料台としての移動台2上に保持される。移動
台2は、固定部に固定されている基盤3の上方に配置さ
れ、両側に設けられた駆動アクチュエータであるリニア
モータの互いに平行で真直に連続する両固定子4,4に
沿ってレチクル1の表面と平行な方向(図1中、上下方
向)に移動可能である。移動台2の両側にはリニアモー
タの各固定子4に対応する可動子5が配設されている。
び移動台2に対し物理的に分離し独立した独立保持用具
H1を4箇所に有し、独立保持用具H1は独立部材6お
よび独立部材7と、これらの両独立部材6,7を連結す
るための板バネ8等とを備えている。図2に示すよう
に、独立部材6は移動台2に接する面に真空溝6aが設
けられ、独立部材7はレチクル1に接する面に真空溝7
aが設けられており、独立部材6および7の真空溝6
a,7a内の真空空間は、その真上近傍を通る真空チュ
ーブ9によって連通し、さらに、真空溝6a,7a内の
真空空間は、移動台2に設けられた真空供給路19aお
よびこれに連通接続された配管19と真空バルブ制御装
置20とを介して真空源21に連通可能となっている。
の軽い金属、セラミックス等であることが望ましく、比
較的安価なアルミニウムを使用することもでき、独立部
材6が移動台と接触する接触面積の方が、独立部材7が
レチクル1と接触する接触面積よりも大きくなるように
寸法設定されている。
剛体として機能し、独立部材6と独立部材7とが相対的
に変位せず、移動台2の移動する方向に対し垂直方向
(図1において紙面に対して垂直な方向)には弾性体と
して機能し、独立部材6と独立部材7とが相対的に弾性
変位可能となるように、両独立部材6と7を連結してい
る。
持装置は、両独立部材6,7と、板バネ8と、真空チュ
ーブ9を備えた独立保持用具H1に、従来と同様の真空
パッド22による真空吸着を併用している。真空パッド
22は、移動台2に設けられた真空供給路18aおよび
これに連通接続された配管18と真空バルブ制御装置2
0とを介して真空源21に連通可能になっている。
持装置を備えた走査型露光装置は、移動台2上の反射鏡
10、移動台2の方向へ向かうレーザー光の光軸上に固
定された干渉計11,干渉計11に配置された検出器1
2,露光用のレーザー光の光軸を直進と反射とに分割す
る光分割器13、折曲げミラー14等を有している。そ
して、移動台2の位置を計測するために、レーザーヘッ
ド15から射出されたレーザー光は、光分割器13によ
りレチクル1の中心軸上で移動台2の位置を計測する光
軸と直進する光軸とに分けられ、直進する光軸は中心軸
から離れた位置の光軸上に置かれた折曲げミラー14に
より移動台2の方向へ折曲げられている。移動台2の方
向へ向かうこれらのレーザー光の各々の光軸上には干渉
計11が固定されており、移動台2上には反射鏡10が
搭載されている。各干渉計11には検出器12が配置さ
れ、これにより移動台2の位置と水平方向の回転とを計
測することができるようになっている。
持装置を備えた走査型露光装置の動作について説明す
る。移動台2は水平方向支持静圧パッド16および垂直
方向支持静圧パッド17を介して基盤3により垂直およ
び水平方向に非接触にて案内されており、図2における
紙面に対して垂直方向に移動可能となっている。
レチクル基準マークに対して不図示のアライメント検出
およびレチクル駆動系によって、レチクル1を真空パッ
ド22上に位置合わせした後、真空バルブ制御装置20
を含む真空制御装置によって真空源21から真空配管1
8および真空供給路18aを通して真空パッド22を真
空にし、レチクル1を真空パッド22に真空吸着する。
次に、両独立部材6,7と、板バネ8と、真空チューブ
9を備えた各独立保持用具H1を、不図示の搬送系によ
って、移動台2とレチクル1とに亘って設置する。独立
保持用具H1の搬送系は、レチクル搬送系と兼用するこ
とも可能である。
1から真空配管19および真空供給路19aを通して、
独立部材6と移動台2の接触する空間を真空とし、該独
立部材6を移動台2に対して真空吸着する。すると、真
空チューブ9によって独立部材7とレチクル1との接触
する空間も真空となり、この結果、レチクル1は真空パ
ッド22とともに独立部材7によっても真空吸着され
る。この時、独立部材6と移動台2との接触面積は大き
く、従って、吸着力も大きく設定することができるの
で、ここでの滑りを無視すると、レチクル1を移動台2
の移動する方向に保持するレチクル保持力Fhは、真空
パッド22のレチクル吸着力をf1、独立部材7のレチ
クル吸着力をf2、レチクル1の下面と真空パッド22
との摩擦係数をμ1、レチクル1の上面と独立部材7と
の摩擦係数をμ2とし、レチクル1の重量をWとして、
独立部材7の重量を無視すると、下記数1式で表され
る。
の吸着面積に比べて制約が少ないことと、摩擦係数μ2
も表面加工等で大きくすることができるので、f1とf
2、μ1とμ2の大小関係は下記数2式で表される。
は、従来の保持装置に比べて、レチクル重量を除いた部
分で2倍以上の大きさに設定することができると言え
る。
テージと同期して駆動する際に、移動台2の加減速時に
レチクル1に作用する力Frは、移動台2の加減速度を
αとすると、下記数4式で表される。
めにはFh>Frとなるように、独立部材7がレチクル
1の上面と接触する面積と真空度が設定されている。
るときには、真空バルブ制御装置20を含む真空制御装
置によって真空パッド22および独立部材6への真空供
給を断ち、大気に解放する。この後、不図示のレチクル
搬送系により、独立保持用具H1およびレチクル1を搬
出し、レチクル1のみを交換する。
び7は安価な材料で構成することができ、板バネ8は、
移動台2の移動する方向にのみ剛であればよいので、設
計が容易で簡単である。また、レチクル保持装置の独立
保持用具H1を構成する両独立部材6,7、板バネ8お
よび真空チューブ9は、部品点数も少なく材質も軽くす
ることができ、従来のレチクル搬送系を利用することが
可能である。さらに、真空源も従来のものを利用可能で
あるという利点がある。
施の形態に係る試料保持装置のレチクルステージ部分を
示す横断面図である。この実施の形態では、独立保持用
具H2は、レチクル1を真空パッド22に点接触によっ
て押し付けるための鋼球25、移動台2へ真空吸着する
ための真空溝23aを有する独立部材23、および鋼球
25と独立部材23とをつなぐ板バネ24とを備えて構
成されている。真空溝23a内の真空空間は、移動台2
に設けられた真空供給路19aおよびこれに連通接続さ
れた配管19と真空バルブ制御装置20とを介して真空
源21に連通可能となっている。図3において、図2と
同一の部分には同一の符号を付けて示し、それらの部分
の重複説明を省略する。
23が移動台2に真空吸着されると、板バネが変形し、
鋼球25はレチクル1を真空パッド22に押し付ける。
従って、真空パッド22はレチクル1を真空吸着しても
よいし、真空吸着せずに単にレチクル1の下面を支持す
るだけでもよい。板バネ24は、独立部材23と移動台
2との間に発生する吸着力を効率よくレチクル1を真空
パッド22に押し付ける力に変換し、最大で吸着力の1
/2の力でレチクル1を真空パッド22に押し付けるこ
とができる。
1のパターンの無い限られた部分を真空吸着する方法に
比較して、制約の少ない移動台2上の平面と独立部材2
3の大きな吸着力を使って、レチクル1を真空パッド2
2に押し付けることができるので、レチクル1をより堅
固に保持することができる。
に、上記レチクル保持装置を有するレチクルステージを
備えた走査型露光装置を利用して、デバイスを製造する
方法の一例について説明する。図4は半導体デバイス
(ICやLSI等の半導体チップ、あるいは液晶パネル
やCCD等)の製造フローを示す図である。ステップ1
(回路設計)では、半導体デバイスの回路設計を行い、
ステップ2(マスク製作)では、設計した回路パターン
を形成したマスクを製作する。一方、ステップ3(ウエ
ハ製造)では、シリコン等の材料を用いてウエハを製造
する。
呼ばれ、上述のステップで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(組立て)は後工程と呼ば
れ、ステップ4によって製作されたウエハを用いて半導
体チップを作成する工程であり、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で製作された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久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。
の詳細フローを示す図である。ステップ11(酸化工
程)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(C
VD工程)ではウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステ
ップ13(電極形成工程)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(イオン打込み工程)で
はウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト
処理工程)ではウエハに感光剤を塗布する。
て、ステップ16(露光工程)では上記本発明に係る走
査型露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに
焼付け露光する。次に、ステップ17(現像工程)では
露光したウエハを現像し、ステップ18(エッチング工
程)では、ステップ17で現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。最後のステップ19(レジスト剥離工
程)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。
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。
造方法を採用することによって、従来は製造が困難だっ
た高集積度の半導体デバイスを高い生産性で製造するこ
とができる。
は限定されず、種々の変形および変更が可能である。例
えば、第2の実施の形態において、独立部材23は移動
台2に対し真空吸着しているが、独立部材23に磁石を
埋め込み、移動台2の対向する面を鉄等の磁性体または
磁石にして、磁気吸着方式にしてもよい。この場合、希
土類磁石を用いると吸着面において最大で5.5気圧程
度の吸着力を得ることもできる。また、真空中での使用
も可能となり、縮小X線露光装置等への適用も可能とな
る。独立保持用具H1,H2は、使用箇所数が4箇所に
限らず2箇所または3箇所でもよく、5箇所以上であっ
てもよい。
板状の試料を試料台に対し真空吸着する従来の方法とと
もに、その真空吸着源ないし磁石を吸着源として、試料
および試料台に対し物理的に分離し独立した独立保持用
具をもって、試料および試料台に対し堅固に安定保持す
ることができる。また、該独立保持用具は、試料および
試料台上に搭載した後、試料台上に吸着できるため、試
料搭載時に、試料に対して退避する等の複雑な機構を必
要とすることがない。かかる試料保持装置を用いた走査
型露光装置では、露光中に試料が位置ずれするのを回避
できるので、走査型露光装置の転写精度を向上させるこ
とができ、さらに、試料台を駆動するときの加速度を大
きく設定することができ、高速化によるデバイスの生産
性を向上させることができる。
持装置を搭載したレチクルステージ部分を示す平面図で
ある。
る。
持装置を搭載したレチクルステージ部分の横断面図であ
る。
を搭載した露光装置を用いて半導体デバイスを製造する
方法のフローチャートである。
図である。
装置を示す立面図である。
視図である。
ル、2:移動台、3:基盤、4:リニアモータの固定
子、5:リニアモータの可動子、6:独立部材、6a:
真空溝、7:独立部材、7a:真空溝、8:板バネ、
9:真空チューブ、10:反射鏡、11:干渉計、1
2:検出器、13:光分割器、14:折曲げミラー、1
5:レーザーヘッド、16:水平方向静圧パッド、1
7:垂直方向静圧パッド、18:配管、18a:真空供
給路、19:配管、19a:真空供給路、20:真空バ
ルブ制御装置、21:真空源、22:真空パッド、2
3:独立部材、23a:真空溝、24:板バネ、25:
鋼球、26:照明系、27:投影系、28:ウエハ、2
9:レチクルステージ、30:レチクル位置計測レーザ
ー干渉計、31:反射鏡、32:ウエハチャック、3
3:ウエハステージ、34:バーミラー、35:ウエハ
位置計測レーザー干渉計、36:アライメント検出系、
37:構造体、38:本体、39:除振台。
Claims (7)
- 【請求項1】 平板状の試料を搭載して該試料の板面と
平行な方向に移動可能な試料台の上に前記試料を保持す
る試料保持装置において、前記試料および前記試料台に
対し物理的に分離し独立した独立保持用具をもって、前
記試料を前記試料台上に保持することを特徴とする試料
保持装置。 - 【請求項2】 平板状の試料を搭載して該試料の板面と
平行な方向に移動可能な試料台の上に前記試料を保持す
る試料保持装置において、前記試料を前記試料台上に直
接真空吸着するとともに、前記試料および前記試料台に
対し物理的に分離し独立した独立保持用具をもって、前
記試料を前記試料台上に保持することを特徴とする試料
保持装置。 - 【請求項3】 前記独立保持用具は、真空吸着力によっ
て前記試料を前記試料台上に保持することを特徴とする
請求項1または2に記載の試料保持装置。 - 【請求項4】 前記独立保持用具は、真空吸着力によっ
て前記試料台に吸着されると同時に前記試料を前記試料
台に押し付けることを特徴とする請求項1または2に記
載の試料保持装置。 - 【請求項5】 前記独立保持用具は、磁気吸引力によっ
て前記試料台に吸着されると同時に、前記試料を前記試
料台に押し付けることを特徴とする請求項1または2に
記載の試料保持装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし4のいずれかに記載の試
料保持装置を有する試料台と、真空吸引力を制御する真
空供給制御手段と、前記独立保持用具を前記試料台上に
搬送するための搬送手段と、露光手段とを有し、前記試
料上のパターンを被露光基板上に転写することを特徴と
する露光装置。 - 【請求項7】 請求項5に記載の試料保持装置を有する
試料台と、磁気吸引力を制御する磁気制御手段と、前記
独立保持用具を前記試料台上に搬送する搬送手段と、露
光手段とを備え、前記試料上のパターンを被露光基板上
に転写することを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10925599A JP4309992B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 試料保持装置およびこの保持装置を用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10925599A JP4309992B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 試料保持装置およびこの保持装置を用いた露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299370A true JP2000299370A (ja) | 2000-10-24 |
| JP4309992B2 JP4309992B2 (ja) | 2009-08-05 |
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ID=14505552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10925599A Expired - Fee Related JP4309992B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 試料保持装置およびこの保持装置を用いた露光装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4309992B2 (ja) |
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