(57)【要約】【課題】  精度の高い位置決めを効率よく行う駆動装置を提供する。【解決手段】  非圧縮性液体を充鎮させた膜構造のダイヤフラム構造体（１２０）と、前記ダイヤフラム構造体（１２０）に前記非圧縮性液体を送り込むピストン機構（１２１，１２２）と、を備え、物体を駆動する駆動装置において、前記ピストン機構（１２１，１２２）は異なる断面積を有する複数のピストンを有する、ことを特徴とする駆動装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非圧縮性液体を充鎮させた膜構造のダイヤフラム構造体と、
前記ダイヤフラム構造体に前記非圧縮性液体を送り込むピストン機構と、を備え、物体を駆動する駆動装置において、
前記ピストン機構は異なる断面積を有する複数のピストンを有する、
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記複数のピストンは、第１ピストンと、前記第１ピストンよりも断面積が大きい第２ピストンと、を有し、
前記第１ピストンは微調整用に用いられ、前記第２ピストンは粗調整用に用いられることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置
【請求項３】
前記複数のピストンの前記異なる断面積の断面積比は２〜１００であることを特徴とする請求項1または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記ピストンと前記ダイヤフラム構造体はチューブで接続されることを特徴とする請求項1〜３のいずれか１つに記載の駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の駆動装置により、原版を支持する原版ステージおよび基板を支持する基板ステージの少なくとも一方を有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置におけるステージの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子、半導体素子は、マスク上に形成されたパターンを基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、基板を載置して２次元移動する基板ステージと、パターンを有するマスクを載置して２次元移動するマスクステージとを有する。そして、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して基板に転写するものである。
露光装置としては、基板上にマスクパターン全体を同時に転写する一括露光型露光装置と、マスクステージとプレートステージとを同期走査させつつマスクパターンを連続的に基板上に転写する走査露光型露光装置との２種類が主に知られている。いずれの装置もマスクパターン面とプレート面の平面度を投影光学系の焦点深度内に収める必要がある。
そのため、マスクパターン面に関してはマスクを上から負圧をかけることでマスクの自重たわみを補正することで投影光学系の焦点深度内に収まる平面度を確保している。また、プレート面に関してはチャックベースとバーミラーベースの間にシムを挿入しプレート搭載面全面が投影光学系の焦点深度内に収まる平面度になるよう調整している。
【０００３】
しかし、プレート搭載面の平面度の調整にシムを使用すると、シムを入れる箇所にアクセスするためにチャックアタッチメントおよびチャックベースを調整毎に取り外す作業が必要である。チャックベースを取り外すには広い作業空間が必要であり、これが可能なように露光装置を設計すると装置サイズが非常に大きくなってしまう。そこで、チャックベースの取り外し作業をすることなくプレート面の平面度を調整するために、シムの替わりに遠隔操作で鉛直方向の微調整が可能なダイヤフラム構造体を用いている。
【０００４】
このダイヤフラム構造体の「ピストンの送り量に対する駆動部の変位量」や「ストローク」といった仕様は以下のように決まる。まず、「ピストンの送り量に対する駆動部の変位量」はダイヤフラム部と駆動部の断面積の和とピストンの断面積の比で決まる。また、駆動部のストロークは「ピストンのストローク」と「ピストンの送り量に対する駆動部の変位量」の積となる。そのため、駆動部を高精度に位置決めしようとするとピストンの断面積が小さくなる。ダイヤフラム部の面積とピストン部の面積の比率を変えることでダイヤフラム構造体の位置決め精度はミクロン単位を達成することが可能である。しかしこのような設計をした場合、駆動部のストロークをミリ単位とするとピストンのストロークが非常に大きくなり、そのため、ピストン部のサイズが大きくなる。また、目的量までピストンを駆動させるのに時間がかかるという課題があった。
【０００５】
また特許文献１には、ダイヤフラム構造体の下側への変位の下限を規定する機構を設けることによりダイヤフラム構造体の過大な変位を防止する方法が示されている。
また特許文献２には、ステージの位置決め装置において、モータ駆動による粗調整とダイヤフラムによる微調整の二段階の調整を行う方法が示されている。
しかし、これらの技術によっても精度の高い位置決めを効率よく行う駆動装置の提供が課題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２５２９０６号公報
【特許文献２】特開昭６３−２０８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、精度の高い位置決めを効率よく行う駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための駆動装置は、非圧縮性液体を充鎮させた膜構造のダイヤフラム構造体と、前記ダイヤフラム構造体に前記非圧縮性液体を送り込むピストン機構と、を備え、物体を駆動する駆動装置において、前記ピストン機構は異なる断面積を有する複数のピストンを有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、精度の高い位置決めを効率よく行う。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１の構成図である。
【図２】図１の鉛直方向断面図である。
【図３】本発明の実施形態１の搭載例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一つの実施形態である実施形態１を図１、２を用いて説明する。ピストン機構は異なる断面積を有する複数のピストンを備えるが、本実施形態では２本のピストンからなる。図１は非圧縮性液体を充填させた膜構造のダイヤフラム構造体を微動・粗動できるようにした実施形態である。また、図２はダイヤフラム構造体の微動機構の断面図である。ダイヤフラム構造体１２０は微調整用ピストン機構１２１のピストン１１８を駆動させることで充鎮された非圧縮性液体がピストン部空間１０５からチューブ１０８をとおりダイヤフラム構造体内部空間１０２に移動する。すなわち、ピストン１１８の駆動によるダイヤフラム構造体内部空間１０２の非圧縮性液体の体積変動分をダイヤフラム１０３が変形することで駆動部１０１が上下に変位する（物体を駆動する）という原理である。非圧縮性液体を充填させたダイヤフラム構造体内部空間１０２に非圧縮性液体を送るための２つのピストン機構１２１、１２２をチューブ１０８、マニホールド１１４で接続している。ダイヤフラム構造体１２０は駆動部１０１、ポッド部１０４、ダイヤフラム１０３、内部に非圧縮性液体を密閉するためのシール１１５、１１６、およびシールを確実に行うための抑え環１１３で構成されている。
【００１２】
また、ピストンは断面積が小さく、微調整用のピストン機構１２１（第１ピストン）と、断面積が大きく、粗調整用のピストン機構１２２（第２ピストン）の２つ（複数）のピストンから構成されている。微調整用のピストン機構１２１は、シリンダ１０６とピストン１１８、ピストンを押し引きする押しビス１０７、非圧縮性液体を充鎮させるピストン部空間１０５、およびピストン部空間１０５を密閉するためのシール１１７で構成されている。他方の粗調整用ピストン機構１２２も微調整用ピストン機構１２１と同様の構成となっている。また、押しビス１０７はネジをきっており、1回転ごとのピストンの送り量が決まっている。粗調整用ピストン機構１２２と微調整用ピストン機構１２１のピストンの断面積比は好適には２〜１００であるが、本実施形態では５〜１０である。
【００１３】
上記構成の微駆動調整機構の作動について以下に説明する。まず、ダイヤフラム構造体１２０の駆動部１０１を微動させたい場合は、断面積の小さい微調整用ピストン機構１２１で調整する。微調整用ピストン機構１２１側のピストン１１８を送り、ピストン部空間１０５内の非圧縮性液体を押し出す。押し出された非圧縮性液体はマニホールド１１４およびチューブ１０８を通ってダイヤフラム構造体１２０の内部体積を増加させる。ダイヤフラム構造体１２０の内部体積の増加分によりダイヤフラム１０３が外側に変形し、駆動部１０１が押し上げられる。逆に押しビス１０７を戻し回転することで、ダイヤフラム構造体１２０の内部体積が減少する。その結果、ダイヤフラム１０３が内側に変形し、駆動部１０１が下降する。粗調整用ピストン機構１２２でも同様の動きをする。なお、中に充填されている流体が非圧縮性液体のため、駆動部１０１にかかる荷重が変動しても駆動部１０１の鉛直方向変位はほとんどない。
また、ピストン機構１２１、１２２とダイヤフラム構造体１２０との間はマニホールド１１４を介してチューブ１０８で接続されているため遠隔操作が可能となっている。
【００１４】
上記原理を利用したプレート面の平面度の調整方法を図３に示す。チャックベース３７の下でバーミラーベース３８の間に本発明のダイヤフラム構造体１２０を複数配置する。チャックベース３７はチャックアタッチメント３５により基板（プレート）を支持する。この構造において、駆動部１０１の位置を調整することでプレート面の平面度を目的の精度まで高めることができる。これにより調整毎のチャックアタッチメント３５およびチャックベース３７の取り外し作業をせずにプレート面の平面度を調整することが可能となる。実際には平面度を目標の平面度に調整するためにはバーミラーベース３８のたわみ等もあり、ダイヤフラム構造体１２０のストロークは数１００ミクロンが必要である。また、調整分解能はミクロン単位が必要となる。
この二つの条件を確保するダイヤフラム構造体で本発明を使用しない場合、微調整用ピストン機構１２１のストロークは１００ミリ単位となる。その結果、露光装置が大型化し、ピストンストロークが許容量を超えてしまう。本発明を使用することでこの問題を回避することができる。
【００１５】
次に、本発明の実施形態２について述べる。原版を支持する原版ステージおよび基板を支持する基板ステージの少なくとも一方を上記駆動装置で駆動する露光装置において、ステージ面の平面度を定期的に自動調整することを考える。実施形態１で述べたようにダイヤフラム構造体１２０の調整量は数１００ミクロンである。自動調整でこれだけの量を調整させようとすると、ダイヤフラム構造体１２０とチャックベース３７が離れてしまうため、自動調整はできない。そのため、自動調整できる状態まで平面度を手動で調整する必要がある。その際の調整分解能は10数ミクロン程度で良いため、粗調整用ピストン機構１２２を使用する。微調整用ピストン機構１２１には小ストロークのアクチュエータを取り付けることが可能であり、アクチュエータの選定が容易となる。また、手動調整時にピストンの調整量が少なくて済むという利点がある。
【００１６】
［デバイス製造方法の実施形態］
次に、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。当該方法において、本発明を適用した露光装置を使用し得る。
半導体デバイスは、ウエハ（半導体基板）に集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程とを経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、その工程で露光されたウエハを現像する工程とを含み得る。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）とを含み得る。また、液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、その工程で露光されたガラス基板を現像する工程とを含み得る。
本実施形態のデバイス製造方法は、デバイスの生産性、品質および生産コスト、ならびに安全性の少なくとも一つにおいて従来よりも有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００１７】
１１８：ピストン
１２０：ダイヤフラム構造体
【図１】
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【図２】
2010245300.tif 000004
【図３】
2010245300.tif 000005