JPH11274029A - スキャニングステッパー - Google Patents

スキャニングステッパー

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JPH11274029A
JPH11274029A JP10070902A JP7090298A JPH11274029A JP H11274029 A JPH11274029 A JP H11274029A JP 10070902 A JP10070902 A JP 10070902A JP 7090298 A JP7090298 A JP 7090298A JP H11274029 A JPH11274029 A JP H11274029A
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JP
Japan
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stage
scanning
wafer
reticle
stepping
Prior art date
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Pending
Application number
JP10070902A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Imai
啓二 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Microsystems Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Priority to JP10070902A priority Critical patent/JPH11274029A/ja
Publication of JPH11274029A publication Critical patent/JPH11274029A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】スキャニングステッパーのスキャニング精度を
向上させる。 【解決手段】スキャニングステッパーのウエハステージ
を、レチクル単位での移動を行うステッピングステージ
と、露光領域内での移動を行うスキャニングステージと
に分ける。ステッピングステージとして、Yステージ5
およびXステージ6を有する。スキャニングステージと
して、Yステージ(またはXステージ)8を有する。ス
キャニングステージ8の駆動モータを超音波モータとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程において使用される縮小投影露光装置(ステッパ
ー)であって、1つのレチクルパターンの転写を露光領
域内でウエハとレチクルを移動させることによって露光
した後に、ウエハをレチクル単位で移動させることを繰
り返して、ウエハ全体に多数のレチクルパターンを転写
するスキャニングステッパーに関する。
【0002】
【従来の技術】ステッパーは、ウエハをレチクル単位で
移動させながら、ウエハの所定位置にレチクルパターン
の縮小投影像を露光することにより、ウエハ全体に多数
のレチクルパターンを転写する装置であって、レチクル
パターン全体を1回の露光で転写する装置と、1つのレ
チクルパターンの転写を露光領域内でウエハとレチクル
を移動させることによって露光する装置がある。後者の
装置はスキャニングステッパーと称されており、量産用
の0.25μm以下の微細化プロセス用露光装置として
期待されている。
【0003】スキャニングステッパーでは、レチクルに
対する光照射領域を例えば細長い長方形に設定すること
により、X方向またはY方向ではレチクル全体ではなく
一部のみに光が照射されるようにして、この光照射領域
を単位とした露光を行う。そして、この光照射領域を単
位としたスキャン露光をレチクル全体に対して行うため
には、レチクルの露光領域(光照射領域に配置されて露
光される領域)を移動させる必要がある。そのために、
スキャニングステッパーは、レチクルを露光領域内でX
方向またはY方向に移動させるレチクルステージを備え
ている。
【0004】また、レチクルの露光領域を移動する際に
は、転写される側のウエハの露光領域も、レチクルの移
動と同期させて同じ方向に移動させる必要がある。ただ
し、ウエハにはレチクルパターンの縮小投影像が結像さ
れるため、レチクルと同期させるウエハの移動量はレチ
クルの移動量に縮小率を乗じた値とする。
【0005】このように、スキャニングステッパーでの
ウエハの移動には、位置合わせに伴う移動を除くと、図
4に示すように、レチクル単位での移動(ステッピン
グ)と、露光領域内での移動(スキャニング)の2つが
ある。 ここで、ステッピングの範囲はウエハ全体である
が、スキャニングの範囲はレチクル内の範囲である。そ
のため、ステージの移動範囲はスキャニングの方がステ
ッピングより非常に小さい。
【0006】従来のスキャニングステッパーは、図5に
示すように、光源からの光をレチクルR上の光照射領域
Aに集光する光学系1と、レチクルステージ2と、レチ
クルRを透過した光をウエハW上に縮小投影する光学系
3と、ウエハステージ4とで構成されている。
【0007】従来のウエハステージとしては、例えば図
6に示すように、ウエハWをY方向へ移動させるYステ
ージ5、X方向へ移動させるXステージ6、Z方向へ移
動させるZステージ7、およびステージ面内で所定点を
中心とした回転移動を行うθステージ9を下側からこの
順に有し、θステージ9の上にウエハチャック10を有
するものがある。
【0008】そして、従来は、前記2つのウエハの移動
のうち、ステッピングはウエハステージのYステージ5
および/またはXステージ6で行い、スキャニングはY
ステージ5またはXステージ6で行っている。また、Y
ステージ5およびXステージ6の駆動機構としては、D
Cモータとボールネジを組み合わせたものやリニアモー
タとエアベアリングを組み合わせたものを採用してお
り、その精度は0.02μm〜0.05μmである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スキャ
ニングステッパーにおいてウエハの移動に求められる精
度は、スキャニングの方がステッピングより高い。例え
ば、あるプロセスにおけるステッピングの要求精度は
0.04μm程度であるが、スキャニング精度としては
0.01〜0.02μm程度の超高精度が要求されるよ
うになってきた。そのため、従来のウエハステージで使
用されているYステージおよびXステージには、スキャ
ニング精度の向上が求められている。
【0010】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するためのものであり、スキャニングステッパーの
スキャニング精度を向上させることを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、レチクルを露光領域内で移動させるレチ
クルステージと、ウエハをレチクル単位および露光領域
内で移動させるウエハステージとを有するスキャニング
ステッパーにおいて、前記ウエハステージは、レチクル
単位での移動を行うステッピングステージと、露光領域
内での移動を行うスキャニングステージとを別々に有
し、スキャニングステージの駆動機構をステッピングス
テージの駆動機構より高精度のものとしたことを特徴と
するスキャニングステッパーを提供する。
【0012】スキャニング精度の向上は、従来のウエハ
ステージのXステージおよびYステージの少なくともい
ずれか一方の駆動機構を、従来より高精度のものとする
ことによっても達成される。しかしながら、この構成で
は、高精度の駆動機構とするステージの移動範囲が大き
いためコスト面での課題が残る。
【0013】これに対して、本発明によれば、ウエハス
テージをステッピングステージとスキャニングステージ
とに分けて、移動範囲の小さいスキャニングステージの
駆動機構をステッピングステージの駆動機構より高精度
のものとしたため、コストを抑えながらスキャニング精
度を高くすることができる。
【0014】本発明のスキャニングステッパーにおい
て、スキャニングステージの駆動モータは超音波モータ
であることが好ましい。これにより、0.01μm程度
のスキャニング精度が得られる。
【0015】本発明のスキャニングステッパーにおい
て、スキャニングステージの上には、ステージ面内での
回転移動を行うθステージ以外のステージをスキャニン
グステージの下側に有し、前記θステージの上面にウエ
ハ支持台が埋め込み状態で設置されていることが好まし
い。
【0016】スキャニングステージの精度を確保するた
めにはスキャニングステージにかかる荷重を極力小さく
する必要があるが、ウエハ支持台を埋め込んだθステー
ジをスキャニングステージの上に設置することにより、
スキャニングステージにかかる荷重を最小限に小さくす
ることができる。
【0017】本発明のスキャニングステッパーにおい
て、レチクルステージの駆動モータは超音波モータであ
ることが好ましい。これにより、0.01μm程度のレ
チクル移動精度が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。なお、この実施形態のスキャニングステッパ
ーはウエハステージに特徴があり、ウエハステージ以外
の部分は従来と同様に構成される。
【0019】この実施形態のウエハステージは、図1に
示すように、ウエハをY方向へ移動させるYステージ
5、X方向へ移動させるXステージ6、Z方向へ移動さ
せるZステージ7、Xステージ(またはYステージ)
8、およびステージ面内で所定点を中心とした回転移動
を行うθステージ9を下側からこの順に有し、θステー
ジの上面にウエハチャック(ウエハ支持台)10が埋め
込まれている。
【0020】Yステージ5およびXステージ6はステッ
ピングステージであって、従来のスキャニングステッパ
ーのウエハステージで用いられているYステージ5およ
びXステージ6と同様に、リニア駆動機構としてリニア
モータとエアベアリングを組み合わせたものを採用して
いる。また、Xステージ(またはYステージ)8はスキ
ャンステージであって、リニア駆動機構としてリニア型
超音波モータを採用している。
【0021】また、図2に示すように、θステージ9の
上面には、ウエハチャック10を埋め込むための凹部9
1が形成され、この凹部91内にウエハチャック10が
挿入されて、その中心部がボルト92で止めてある。ま
た、ウエハチャック10はウエハWを上に載せて下側に
真空吸引することにより、ウエハWを吸着状態で支持す
るものである。そのため、ウエハチャック10がウエハ
Wを吸着状態で支持している時には、ウエハチャック1
0の下面はθステージ9の凹部91の底面に吸着され
る。この吸着力により、ウエハチャック10はθステー
ジ9内に確実に固定される。なお、θステージ9とXス
テージ(またはYステージ)8の間には、ウエハ円周方
向の回転駆動用ベアリング11が設置されている。
【0022】また、図3に示すように、ウエハチャック
10は上面でウエハWを受ける棒状の昇降部材12を備
えている。この昇降部材12は、図3(a)に示すよう
に、ウエハWを吸着させる時には下降し、図3(b)に
示すように、ウエハWの着脱時には上昇するように構成
されている。そして、ウエハWを外す時には、上昇した
ウエハWとウエハチャック10との間の隙間にロボット
アームのハンドが挿入されて、ウエハWが持ち上げられ
る。
【0023】なお、各ステージの駆動制御機構および位
置検出機構は、各ステージの移動精度が十分に確保され
る構成となっている。以上のように、この実施形態で
は、スキャニングステージに相当するXステージ(また
はYステージ)8を、ステッピングステージに相当する
Yステージ5およびXステージ6とは別に設けて、リニ
ア型超音波モータにより駆動されるものとしたため、
0.01μm程度の超高精度でウエハWのスキャニング
を行うことができる。また、ステッピングステージに相
当するYステージ5およびXステージ6は、リニアモー
タとエアベアリングを組み合わせた機構により駆動され
るものであり、この機構によればウエハWのステッピン
グ精度として十分な0.03μm程度の精度が得られ
る。
【0024】なお、この実施形態は、Xステージ(また
はYステージ)8を設けずに、Yステージ5またはXス
テージ6の駆動機構をリニア型超音波モータとした場合
と比較して、移動範囲の小さいスキャニングステージの
みの駆動機構をリニア型超音波モータとすることによっ
て、コストを抑えながらスキャニング精度を高くするこ
とができる。また、ステージ数が増えることによってス
ループットの向上も期待できる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スキャニングステージの駆動機構のみを超高精度にする
ことによって、コストを抑えながらスキャニング精度を
従来より高くすることができる。また、ステージ数が増
えることによってスループットの向上も期待できる。
【0026】特に、請求項3に係る発明によれば、スキ
ャニングステージにかかる荷重を最小限に小さくするこ
とができるため、使用する駆動機構のスキャニング精度
を最大限で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態のウエハステージを示す概略構成図で
ある。
【図2】θステージとウエハチャックとの関係を示す概
略拡大断面図である。
【図3】ウエハチャックの動きを説明するための概略断
面図である。
【図4】スキャニングとステッピングの違いを説明する
ためのウエハ平面図である。
【図5】従来のスキャニングステッパーを示す概略構成
図である。
【図6】従来のウエハステージを示す概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1 光照射用光学系 2 レチクルステージ 3 縮小投影用光学系 4 ウエハステージ 5 ステッピングステージ(Yステージ) 6 ステッピングステージ(Xステージ) 7 Zステージ 8 スキャニングステージ(XステージまたはYステー
ジ) 9 θステージ 10 ウエハチャック(ウエハ支持台) 91 凹部 A 光照射領域 R レチクル W ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 516B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レチクルを露光領域内で移動させるレチ
    クルステージと、ウエハをレチクル単位および露光領域
    内で移動させるウエハステージとを有するスキャニング
    ステッパーにおいて、 前記ウエハステージは、レチクル単位での移動を行うス
    テッピングステージと、露光領域内での移動を行うスキ
    ャニングステージとを別々に有し、スキャニングステー
    ジの駆動機構をステッピングステージの駆動機構より高
    精度のものとしたことを特徴とするスキャニングステッ
    パー。
  2. 【請求項2】 前記スキャニングステージの駆動モータ
    は超音波モータであることを特徴とする請求項1記載の
    スキャニングステッパー。
  3. 【請求項3】 前記ウエハステージは、ステージ面内で
    の回転移動を行うθステージ以外のステージをスキャニ
    ングステージの下側に有し、前記θステージの上面にウ
    エハ支持台が埋め込み状態で設置されていることを特徴
    とする請求項1または2記載のスキャニングステッパ
    ー。
  4. 【請求項4】 前記レチクルステージの駆動モータは超
    音波モータであることを特徴とする請求項1〜3のいず
    れか一つに記載のスキャニングステッパー。
JP10070902A 1998-03-19 1998-03-19 スキャニングステッパー Pending JPH11274029A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2818927A3 (en) * 2007-07-18 2015-03-11 Nikon Corporation Measurement method, stage apparatus, and exposure apparatus
JP2023502559A (ja) * 2019-10-17 2023-01-25 ヴィアサット,インコーポレイテッド 集積アンテナアレイ及び低損失多層インターポーザを有するアンテナ装置

Cited By (5)

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