JPH11142556A5

JPH11142556A5 - ステージの制御方法、ステージ装置、露光装置及び露光方法

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Publication number: JPH11142556A5
Application number: JP1997311742A
Authority: JP
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2005-07-07

Description

【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１のステージの制御方法は、位置決め対象物（Ｗ）が載置されるテーブル（２２）を備え、このテーブルを二次元平面上で移動させるステージの制御方法において、そのテーブルとの間に作用する２方向の力によってこのテーブルを所定の移動範囲内で二次元的に移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、このキャリアを駆動する駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）とを設け、その移動範囲内よりも広い範囲にそのテーブルを移動させる際に、その駆動手段によってそのキャリアをその二次元平面上の所定の一次元方向（Ｘ方向）に移動させるものである。

また、本発明による第１のステージ装置は、位置決め対象物（Ｗ）が載置されるテーブル（２２）を備え、このテーブルを二次元平面上で移動させるステージ装置において、そのテーブルを電磁力により保持し、そのテーブルとの間に作用する２方向の力によってこのテーブルを所定の移動範囲内で二次元的に移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、そのキャリアをその二次元平面上の所定の一次元方向（Ｘ方向）に移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）と、を有するものである。斯かるステージ装置によって、本発明のステージの制御方法が使用できる。

この場合、一例としてそのキャリアはその二次元平面を規定する所定のベース（３）上に架設され、テーブル（２２）はそのベース上に静圧気体軸受を介して載置されている。これによって、テーブル（２２）の摺動抵抗は極めて小さくなり、より高精度、且つより高速の移動が可能になる。
次に、本発明による第１の露光装置は、位置決め対象物としての基板（Ｗ）が載置されると共に二次元平面上で移動自在に支持されたテーブル（２２）を備え、このテーブルを介してその基板をその二次元平面上の第１の方向（Ｙ方向）に移動させるのに同期して、その基板上の第１のショット領域（２５Ａ）に走査露光した後、テーブル（２２）をその二次元平面上のその第１の方向に交差する第２の方向（Ｘ方向）、及びその第１の方向の少なくとも一方にステップ移動させて、その基板上の第２のショット領域（２５Ｂ）への走査露光を開始する露光装置であって、テーブル（２２）を電磁力により保持して、このテーブルをその第１の方向へはその基板上の露光範囲を覆う範囲内で移動させ、且つその第２の方向へはその基板上の隣接するショット領域の中心距離以上の範囲（ＤＸ）で移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、このキャリアをテーブル（２２）と共にその第２の方向にその基板上の露光範囲を覆う範囲内で移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）と、そのキャリア及びその駆動手段の制御手段（５２）と、を有する。

斯かる本発明の露光装置によれば、走査露光中には、その第２の方向（Ｘ方向）でのそのテーブル（基板）の位置を一定にするために、そのキャリアを全体としてその駆動手段によってＸ方向に連続移動させるのと同期して、そのキャリア内ではそのテーブルを−Ｘ方向に連続移動させる。そして、次のショット領域を走査開始位置に移動させる際には、その駆動手段を使用することなく、そのキャリア内でのみそのテーブルを相対移動させる。これによって、そのテーブルはショット間ではどの方向にも高速移動できる。

次に、本発明の第２の露光装置は、床面から防振手段（２Ａ〜２Ｃ）を介して支持されるとともに、基板（Ｗ）が載置されて露光領域に対して移動可能なテーブル（２２）を有する本体部と、そのテーブルを二次元平面で移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、その本体部とは別体に設けられ、そのキャリアをその二次元平面内の一次元方向に移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）と、を有するものである。斯かる露光装置によれば、実質的に本発明のステージ装置を備えているため、高いスループットが得られる。

次に、本発明の第２のステージの制御方法は、位置決め対象物が載置されるテーブル（２２）を備え、このテーブルを二次元平面上で移動させるステージの制御方法において、そのテーブルの第１方向の位置及びこの第１方向と直交する第２方向の位置を計測するとともに、そのテーブルを二次元平面で移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）のその第１方向の位置を計測することにより、そのテーブルの位置決めを行うものである。斯かる制御方法によれば、それら第１及び第２の方向へそのテーブルを高速に移動できる。
次に、本発明による第２のステージ装置は、位置決め対象物を二次元平面内で移動させるステージ装置であって、その位置決め対象物が載置されるテーブル（２２）と、そのテーブルが載置されるベース（３）と、そのテーブルとの間に作用する２方向の力によってこのテーブルをそのベース上で二次元的に移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、そのキャリアをその二次元平面内の第１方向（Ｘ方向）に移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）と、を備え、そのベースは、その駆動手段の駆動時に発生する反力の影響を受けないものである。
また、本発明による第３のステージ装置は、位置決め対象物を二次元平面内で移動させるステージ装置であって、その位置決め対象物が載置されるテーブル（２２）と、そのテーブルをその二次元平面内で第１軸方向（Ｙ方向）及びこの第１軸方向と交差する第２軸方向（Ｘ方向）に移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、そのキャリアをその第２軸方向に移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）と、を備え、その駆動手段は、その第２軸方向に関してその位置決め対象物の位置決めを行っている際に、そのキャリアをその第２軸方向に移動させた状態にしておくものである。
また、本発明による第３の露光装置は、基板上のショット領域に所定のパターンを形成する露光装置であって、その基板が載置されるテーブル（２２）と、そのテーブルを二次元平面内で移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、そのキャリアを、その二次元平面上の第１方向（Ｘ方向）に移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）と、を備え、そのテーブルは、その第１方向に関し、そのショット領域のこの第１方向への配列ピッチの１〜２倍の範囲内でそのキャリアに対して移動可能であり、その駆動手段は、その第１方向に関してその範囲よりも広い範囲でそのキャリアを移動させるものである。

次に、本例のウエハステージの構成及び動作につき詳細に説明する。
先ず、図３は、図２のウエハステージにおいて、Ｚレベリングステージ２０を取り付ける際の状態を示し、この図３において、Ｚレベリングステージ２０は、ＸＹ移動台１４上に固定された支持板１５Ａ，１５Ｂの上面のねじ孔に不図示のボルトによって固定される。そして、ＸＹ移動台１４、支持板１５Ａ，１５Ｂ、可動子１７Ａ，１７Ｂ，３２、Ｚレベリングステージ２０、試料台２２、ウエハホルダ２３、及び移動鏡１９Ｘ，１９Ｙが一体として可動テーブル４５を構成している。更に、固定子１６Ａ，１６Ｂ，３３、及び固定子キャリア８Ａ，８Ｂが本発明のキャリアに対応している。また、試料台２２が本発明のテーブルに対応しているが、その試料台２２と一体的に移動する部材（例えば可動テーブル４５）をそのテーブルに対応させることも可能である。

ウエハステージ側のドライバ５５Ａ，５５Ｂ及び５６Ａ，５６Ｂは、設定された推力を発生するように対応する可動子１１Ａ，１１Ｂのコイル、及び可動子１７Ａ，１７Ｂのコイルへの駆動電流を供給する。同様に、ドライバ５７は対応するＸ軸モータ３１の可動子３２のコイル３２ａに対して駆動電流を供給する。
次に、本例のＺレベリングステージ２０の構成例につき図１０、及び図１１を参照して説明する。

【００５９】
【発明の効果】
本発明のステージの制御方法によれば、例えば所定の範囲内でテーブルを移動する際には、キャリアに対して相対的にそのテーブルのみを駆動すればよいため、駆動する質量は少なくできる。従って、位置決め対象物が載置されるテーブルを２次元平面上で２方向に移動する場合に、どの方向に対しても移動速度を高くできる利点がある。

また、本発明の露光装置及び露光方法によれば、ショット間のステッピング時間を短縮できるため、高いスループットが得られる。

Claims

位置決め対象物が載置されるテーブルを備え、該テーブルを二次元平面上で移動させるステージの制御方法において、
前記テーブルとの間に作用する２方向の力によって該テーブルを所定の移動範囲内で二次元的に移動させるキャリアと、該キャリアを駆動する駆動手段とを設け、
前記移動範囲内よりも広い範囲に前記テーブルを移動させる際に、前記駆動手段によって前記キャリアを前記二次元平面上の所定の一次元方向に移動させることを特徴とするステージの制御方法。
位置決め対象物が載置されるテーブルを備え、該テーブルを二次元平面上で移動させるステージ装置において、
前記テーブルを電磁力により保持し、前記テーブルとの間に作用する２方向の力によって該テーブルを所定の移動範囲内で二次元的に移動させるキャリアと、
前記キャリアを前記二次元平面上の所定の一次元方向に移動させる駆動手段と、を有することを特徴とするステージ装置。
請求項２に記載のステージ装置であって、
前記キャリアは前記二次元平面を規定する所定のベース上に架設され、
前記テーブルは前記ベース上に静圧気体軸受を介して載置されていることを特徴とするステージ装置。
位置決め対象物としての基板が載置されると共に二次元平面上で移動自在に支持されたテーブルを備え、該テーブルを介して前記基板を前記二次元平面上の第１の方向に移動させるのに同期して、前記基板上の第１のショット領域に走査露光した後、
前記テーブルを前記二次元平面上の前記第１の方向に交差する第２の方向、及び前記第１の方向の少なくとも一方にステップ移動して、前記基板上の第２のショット領域への走査露光を開始する露光装置であって、
前記テーブルを電磁力により保持して、該テーブルを前記第１の方向へは前記基板上の露光範囲を覆う範囲内で移動させ、且つ前記第２の方向へは前記基板上の隣接するショット領域の中心距離以上の範囲で移動させるキャリアと、
該キャリアを前記テーブルと共に前記第２の方向に前記基板上の露光範囲を覆う範囲内で移動させる駆動手段と、
前記キャリア及び前記駆動手段の制御手段と、を有し、
前記第２のショット領域が前記第１のショット領域に対して前記第２の方向に隣接する列に位置するときに、前記制御手段は、
前記基板上の前記第１のショット領域に対する走査露光時に前記キャリアを介して前記基板を前記第１の方向に移動させるのと並行して、前記駆動手段を介して前記キャリアを前記第２の方向に移動させ、
前記第１のショット領域への露光終了後に前記キャリアを介して前記テーブルを少なくとも前記第２の方向にステップ移動させることを特徴とする露光装置。
床面から防振手段を介して支持されるとともに、基板が載置されて露光領域に対して移動可能なテーブルを有する本体部と、
前記テーブルを二次元平面で移動させるキャリアと、
前記本体部とは別体に設けられ、前記キャリアを前記二次元平面内の一次元方向に移動させる駆動手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
位置決め対象物が載置されるテーブルを備え、該テーブルを二次元平面上で移動させるステージの制御方法において、
前記テーブルの第１方向の位置及び該第１方向と直交する第２方向の位置を計測するとともに、前記テーブルを二次元平面で移動させるキャリアの前記第１方向の位置を計測することにより、前記テーブルの位置決めを行うことを特徴とするステージの制御方法。
請求項６に記載のステージの制御方法において、
前記キャリアの位置を計測することにより該キャリアと前記テーブルとの相対位置を求めることを特徴とするステージの制御方法。
位置決め対象物を二次元平面内で移動させるステージ装置であって、
前記位置決め対象物が載置されるテーブルと、
前記テーブルが載置されるベースと、
前記テーブルとの間に作用する２方向の力によって該テーブルを前記ベース上で二次元的に移動させるキャリアと、
前記キャリアを前記二次元平面内の第１方向に移動させる駆動手段と、
を備え、
前記ベースは、前記駆動手段の駆動時に発生する反力の影響を受けないことを特徴とするステージ装置。
請求項８に記載のステージ装置において、
前記テーブルと前記キャリアとの間に作用する電磁力を発生する複数のモータを備え、前記テーブルは前記キャリアに対して前記電磁力のみによって保持されることを特徴とするステージ装置。
請求項９に記載のステージ装置において、
前記複数のモータは、それぞれ前記テーブルに設けられた可動子と前記キャリアに設けられた固定子とで構成され、
前記電磁力により、前記テーブルを、所定の範囲内における前記第１方向、前記二次元平面内で前記第１方向に交差する第２方向、及び前記第１方向と前記第２方向に直交する第３方向に平行な軸回り、に移動させることを特徴とするステージ装置。
請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記駆動手段は、それぞれが移動子と固定子とを備えた第１の駆動手段と第２の駆動手段とを有し、一方の駆動手段の移動子は前記キャリアの一端部に設けられ、他方の駆動手段の移動子は前記キャリアの他端部に設けられていることを特徴とするステージ装置。
請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記ベースと前記駆動手段との間に配置された防振手段をさらに備えることを特徴とするステージ装置。
請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記ベースとは別体に設けられ、前記キャリアを案内するためのガイドをさらに備えることを特徴とするステージ装置。
基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、請求項２及び請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載のステージ装置を備え、該ステージ装置によって前記基板を二次元平面内で移動させることを特徴とする露光装置。
位置決め対象物を二次元平面内で移動させるステージ装置であって、
前記位置決め対象物が載置されるテーブルと、
前記テーブルを前記二次元平面内で第１軸方向及び該第１軸方向と交差する第２軸方向に移動させるキャリアと、
前記キャリアを前記第２軸方向に移動させる駆動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記第２軸方向に関して前記位置決め対象物の位置決めを行っている際に、前記キャリアを前記第２軸方向に移動させた状態にしておくことを特徴とするステージ装置。
請求項１５に記載のステージ装置において、
前記駆動手段は、前記第２軸方向に関して前記位置決め対象物の位置決めを行っている際に、前記キャリアを一定の速度で前記第２軸方向に移動させておくことを特徴とするステージ装置。
請求項１５または請求項１６に記載のステージ装置において、
前記駆動手段によって前記キャリアが前記第２軸方向に沿って移動している際に、前記テーブルは、前記キャリアが移動する方向とは逆向きに該キャリアに対して前記第２軸方向に沿って移動することで前記位置決め対象物を所定の位置に固定することを特徴とするステージ装置。
基板を走査方向に移動させるのに同期して前記基板上のショット領域に所定のパターンを形成する走査型露光装置であって、
請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載のステージ装置を備え、
前記第１軸方向が前記走査方向に対応するとともに前記位置決め対象物が前記基板に対応し、
前記テーブルに載置された前記基板上に露光が行われている際に、前記駆動手段が前記キャリアを前記第２軸方向に移動させた状態にしておくことを特徴とする露光装置。
請求項１８に記載の露光装置において、
前記キャリアは、前記第２軸方向に関し、前記ショット領域の前記第２軸方向への配列ピッチの最大値の１〜２倍の範囲内で該キャリアに対して前記テーブルを移動させることを特徴とする露光装置。
基板上のショット領域に所定のパターンを形成する露光装置であって、
前記基板が載置されるテーブルと、
前記テーブルを二次元平面内で移動させるキャリアと、
前記キャリアを、前記二次元平面上の第１方向に移動させる駆動手段と、
を備え、
前記テーブルは、前記第１方向に関し、前記ショット領域の該第１方向への配列ピッチの１〜２倍の範囲内で前記キャリアに対して移動可能であり、
前記駆動手段は、前記第１方向に関して前記範囲よりも広い範囲で前記キャリアを移動させることを特徴とする露光装置。
請求項２０に記載の露光装置において、
前記二次元平面内上で前記第１方向と交差する第２方向に前記基板を移動させるのに同期して前記ショット領域に前記パターンを形成することを特徴とする露光装置。
請求項２０または請求項２１に記載の露光装置において、
前記キャリアは、前記テーブルを電磁力によって保持することを特徴とする露光装置。
テーブルに載置された基板上に所定のパターンを形成する露光方法であって、前記テーブルを移動させる際に請求項１または請求項６に記載のステージの制御方法を用いることを特徴とする露光方法。