(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の移動可能なステージを備えるステージ装置において、ステージにラインを接続したことによる不利益を低減する。【解決手段】複数の領域をまたがって移動可能な複数のステージ２０，３０と、前記複数のステージのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の領域をまたがって移動可能な可動体２２，３２と、互いに対応するステージと可動体とを接続するように前記複数のステージと前記複数の可動体とを接続する複数のライン２１，３１と、前記複数の可動体を駆動する駆動部と、前記駆動部による駆動を制御する制御部４０と、を備えるステージ装置である。【選択図】図１
2010080641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の領域をまたがって移動可能な複数のステージと、
前記複数のステージのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の領域をまたがって移動可能な可動体と、
互いに対応するステージと可動体とを接続するように前記複数のステージと前記複数の可動体とを接続する複数のラインと、
前記複数の可動体を駆動する駆動部と、
前記駆動部による駆動を制御する制御部と、
を備えるステージ装置であって、
前記制御部は、前記ステージが前記複数の領域の中の２つの領域をまたがって移動する領域間移動において、前記可動体が前記ステージの移動に同期して移動するように前記駆動部を制御し、前記ステージが前記複数の領域の中の１つの領域内を移動しながら当該ステージの上で処理が行われる領域内移動において、前記可動体が特定の目標位置にとどまるように前記駆動部を制御する、又は、前記駆動部による前記可動体の駆動を停止することを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記領域内移動において前記可動体が特定の目標位置にとどまるように前記駆動部を制御し、当該領域内移動における前記駆動部の制御の応答性は、前記領域間移動における前記駆動部の制御の応答性よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記領域内移動において前記可動体が特定の目標位置にとどまるように前記駆動部を制御し、前記制御部による前記駆動部の制御の応答性は、前記ステージを駆動する駆動部の制御の応答性よりも低いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のステージ装置を備える露光装置であって、
前記複数のステージは、基板を保持する基板ステージであり、
前記複数の領域は、基板のアライメントを行う第１領域と基板を露光する第２領域とを含み、
前記第１領域で基板のアライメントを行い、前記アライメントが行われた基板を前記第２領域で露光することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の露光装置によっ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、
を含む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、ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造装置の生産性を向上させるために、２つの基板ステージを配置し、基板を露光する処理と基板のアライメントを行う処理とを並列して行う露光装置がある。このような２つの基板ステージを用いた露光装置では、従来のように基板を露光する処理と基板のアライメントを行う処理とを直列で行っていた方式よりも、露光装置全体の処理速度を向上することができる。
【０００３】
図７は、２つの基板ステージ２０’，３０’を持ったステージ装置１００’を表した図である。図７の左側の露光ステーションで不図示の投影光学系により基板の露光処理が行われ、図７の右側のアライメントステーションで不図示のアライメント光学系により基板のアライメント処理が行われる。図７のステージ装置１００’では、基板ステージ２０’における露光処理と基板ステージ３０’におけるアライメント処理とが並列して行われる。各々の処理が終了すると、基板ステージ２０’と基板ステージ３０’とは入れ替えられる。基板のアライメント処理が終了した基板ステージ３０’は、露光ステーションに移動してそこで基板の露光処理が行われる。一方、基板の露光処理が終了した基板ステージ２０’は、アライメントステーションに移動し、不図示の基板搬送系により基板の回収及び供給が行われ、新たに供給された基板のアライメント処理が行われる。このシーケンスを繰り返すことにより基板の露光処理が連続して行われる。
【０００４】
上記のステージ装置１００’において、２つの基板ステージ２０’，３０’のそれぞれに対応して２つの可動体２２’，３２’が設置される。可動体２２’，３２’は、基板ステージ２０’，３０’へ冷媒、静圧軸受用のガス等の流体を供給する配管ラインや電気信号、電力等の電流等を供給する配線ライン２１’，３１’を保持し、中継する。可動体２２’，３２’が固定されて移動可能でない場合、配管や配線２１’，３１’には、基板ステージ２０’、３０’が露光時及びアライメント時それぞれの駆動範囲を駆動できるだけの長さが必要となる。この場合、基板ステージ２０’、３０’の位置関係によっては、ライン２１’，３１’が他方の基板ステージや、基板ステージ内外のその他の構成物に干渉することが懸念される。また、振動や反力を抑制する点からも、ライン２１’，３１’は短いことが好ましい。
【０００５】
そこで、可動体２２’，３２’を駆動する駆動機構を設けて、可動体２２’，３２’をアライメント処理中及び露光処理中に基板ステージに同期して移動させることが特許文献１に記載されている。特許文献１では、可動体と基板ステージとの相対位置を検出して、この相対位置が一定になるように可動体の駆動を制御している。
【特許文献１】特開２００６−２８７１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、通常、アライメント処理及び露光処理において、基板ステージの駆動にはnmオーダーの高い精度と高い速度が求められ、高い応答性の制御が行われる。このため、可動体を基板ステージと同期して駆動させるためには、両者をnmオーダーの精度でかつ高い速度でリアルタイムに同期して制御する必要があり、制御の煩雑化を招く。また、可動体に対しても、基板ステージの駆動に相当する高い速度、高い精度がだせる駆動機構、制御機構が必要となり、高コスト化を招く。可動体の駆動制御の応答性を高くすると、可動体自身の振動が増大し、配管、配線や床等の伝達物を通して基板ステージに外乱を与える恐れがある。
【０００７】
本発明は、複数の移動可能なステージを備えるステージ装置において、ステージにラインを接続したことによる不利益を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の領域をまたがって移動可能な複数のステージと、前記複数のステージのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の領域をまたがって移動可能な可動体と、互いに対応するステージと可動体とを接続するように前記複数のステージと前記複数の可動体とを接続する複数のラインと、前記複数の可動体を駆動する駆動部と、前記駆動部による駆動を制御する制御部と、を備えるステージ装置であって、前記制御部は、前記ステージが前記複数の領域の中の２つの領域をまたがって移動する領域間移動において、前記可動体が前記ステージの移動に同期して移動するように前記駆動部を制御し、前記ステージが前記複数の領域の中の１つの領域内を移動しながら当該ステージの上で処理が行われる領域内移動において、前記可動体が特定の目標位置にとどまるように前記駆動部を制御する、又は、前記駆動部による前記可動体の駆動を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の駆動可能なステージを備えるステージ装置において、複数のステージにラインを接続したことによる不利益を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１実施例］
図１及び図２はそれぞれ、本発明の第１実施例に係る露光装置のステージ装置の概略構成を示す平面図及び側面図である。ステージ装置１００は、定盤１上に配置された複数の複数のステージ２０，３０と、複数のステージのそれぞれに対応して設けられた可動体２２，３２とを備えている。複数のステージ２０，３０と複数の可動体２２，３２とは、複数の領域をまたがって移動可能である。本実施例では、ステージ、可動体はともに２つずつ設置されている。本実施例で、ステージ２０，３０は基板を保持するステージとして構成され、複数の領域は、基板のアライメントを行う第１領域としてのアライメントステーションと基板を露光する第２領域としての露光ステーションとを含みうる。ライン２１，３１は、互いに対応する基板ステージ２０，３０と可動体２２，３２とを接続する。ラインは、信号ライン、電力ライン、減圧ライン、プレッシャーエアーライン、基板ステージ２０，３０の熱源を温度調整するための冷媒ライン等であって、屈曲可能な部材であることが好ましい。可動体２２，３２は、基板ステージ２０，３０に接続されるライン２１，３１をそれぞれ保持し中継する。
【００１１】
基板ステージ２０，３０は、典型的には、エアーベアリングによって定盤１上に浮上している。各基板ステージ２０，３０には、典型的にはチャック装置が搭載され、チャック装置によってウエハ等の基板が保持される。基板ステージ２０，３０は、例えば、平面パルスモータ駆動方式又は平面ローレンツモータ駆動方式の平面モータによって駆動されうる。基板ステージ２０，３０は少なくともＸ方向及びＹ方向の２方向に自由に独立に移動させることができる。
【００１２】
ステージ装置１００は、可動体２２，３２の位置を検出するセンサと可動体２２，３２を少なくとも１方向に駆動する駆動部としてのアクチュエータと、アクチュエータによる可動体の駆動を制御する制御部４０とを備える。アクチュエータによる駆動は、後述するように、制御部４０によってフィードバッグ制御される。
【００１３】
２つの基板ステージ２０，３０を備えたツインステージタイプの露光装置は、基板を露光する処理（露光処理）と基板のアライメントを行う処理（アライメント処理）とを並列して実施する。
【００１４】
図１中の左側の露光ステーションでは、不図示の投影光学系により一方の基板ステージ２０に保持された基板の露光処理が実施される。また、図１中の右側のアライメントステーションでは、不図示のアライメント光学系により他方の基板ステージ３０に保持された基板のアライメント処理が実施される。
【００１５】
露光処理においては、典型的には基板の計測及び基板の露光を行うために必要な露光ステーションの領域内で基板ステージ２０を駆動すればよい。また、露光処理と並列に実行されるアライメント処理においては、典型的には基板のアライメント処理のために必要なアライメントステーションの領域内で基板ステージ３０を駆動すればよい。ライン２１，３１は、これらを中継する可動体２２，３２が基板ステージ２０，３０と同じ領域の所定の位置（図１に例示の位置）にいるとき、基板ステージ２０，３０の移動範囲を十分動ける長さを持っている。そして、基板ステージ２０，３０が各ステーションの中の１つの領域内で移動しながらその上で露光又はアライメントの処理が行われる領域内移動において、可動体２２，３２は、図３に示すように、略静止している。
【００１６】
基板ステージ２０，３０は、チャック及び基板を搭載して小ストロークの駆動を行う微動ステージ２０２，３０２と、微動ステージ２０２，３０２を非接触で支持し、大ストロークの駆動を行う粗動ステージ２０１，３０１とにより構成されうる。大ストロークの駆動を行う粗動ステージ２０１，３０１は、ライン２１，３１の反力を問題としないほどの駆動能力を持っている。また、小ストロークで駆動する微動ステージ２０２，３０２は、非接触で支持されているため、ライン２１，３１からの外乱は伝わりにくくなっている。
【００１７】
並列して実施された露光処理とアライメント処理とが終了すると、基板ステージ２０と基板ステージ３０とは、露光ステーションの領域とアライメントステーションの領域とをまたがって移動する。この２つの領域をまたがる基板ステージの移動を領域間移動（またはスワップ）と呼ぶこととする。
【００１８】
基板ステージ２０，３０の領域間移動においては、露光処理及びアライメント処理を行う領域内移動におけるよりも広い範囲において基板ステージ２０，３０を移動させる必要がある。これは、２つの基板ステージ２０，３０が互いに干渉することを防止するためである。このために、基板ステージ２０，３０をスワップするとき、図４に示すように、可動体２２，３２は、基板ステージ２０，３０の移動に同期して移動し、基板ステージ２０，３０と一緒にスワップされる。
【００１９】
これにより、基板のアライメント処理が終了した基板ステージ３０は、アライメントステーションの領域内から露光ステーションの領域内に移動する（図４）。そして、露光ステーションの領域内で基板ステージ３０の上に保持された基板が露光される(図５)。同様に、基板の露光処理が終了した基板ステージ２０は、露光ステーションの領域内からアライメントステーションの領域内に移動する（図４）。基板ステージ２０がアライメントステーションの領域内に移動した後、基板ステージ２０の上から基板が不図示の基板搬送系により回収され、基板ステージ２０上に新たな基板が提供される。提供された基板に対してアライメント処理が行われる(図５)。
【００２０】
このシーケンスを繰り返すことにより基板の露光処理を連続して実施することができる。
【００２１】
上記のように可動体２２，３２は、比較的高い精度を必要としない領域間移動では基板ステージ２０，３０の移動に同期して移動する。そして、高い速度と高い精度が必要となる、領域内移動で露光処理又はアライメント処理を行っているとき、可動体２２，３２は基板ステージ２０，３０に同期して移動せず、略静止する。
【００２２】
ここで、「略静止する」状態は、可動体が完全に静止している状態と少しだけ移動する状態の双方を意味する。また、可動体を略静止させるために、可動体２２，３２の駆動を停止させてもよいし、可動体２２，３２が特定の目標位置にとどまるように駆動部による可動体の駆動をフィードバック制御してもよい。
【００２３】
［第２実施例］
また、本発明の第２実施例では、第１実施例における領域内移動において可動体２２，３２が特定の目標位置にとどまるように駆動部を制御する。そして、制御部４０による駆動部の制御の応答性は、基板ステージ２０，３０の駆動を制御する制御の応答性よりも低くする。「制御の応答性を低くする」とは、具体的にはゲイン交差周波数［Ｈｚ］（ボード線図のゲイン曲線が０［ｄＢ］を切る周波数）を低くすることであり、このことは、ＰＩＤ制御器でゲインを調整することによってゲイン交差周波数を変えることができる。
【００２４】
その結果、可動体２２，３２により発生する振動を小さくすることができ、ライン２１，３１や床等を伝って可動体２２，３２による外乱が基板ステージ２０，３０に伝わるのを抑制できる。
【００２５】
［第３実施例］
第３実施例では、第２実施例の構成に加えてさらに、領域内移動における制御部４０による駆動部の制御の応答性を、領域間移動における駆動部の制御の応答性よりも低くする。そして、基板ステージ２０，３０が領域間移動するときのように多少の外乱が問題とならない場合、制御部４０による駆動部の制御の応答性を高め、可動体２２，３２の移動を基板ステージ２０，３０の移動に同期させる。基板ステージ２０，３０と可動体２２，３２とが同期して移動することにより、ともに高い推力での駆動され、スループットを落とすことなく、上記の効果が得られる。
【００２６】
可動体２２，３２が基板ステージ２０，３０と同期して移動するとき、駆動部による可動体２２，３２の駆動を、積分器を含んだ補償器により制御してもよい。そして、可動体２２，３２が特定の目標位置にとどまり略静止するとき、可動体２２，３２の駆動を、積分器を含まない補償器で制御するか、もしくはリミットを十分小さくした積分器を含んだ補償器で制御してもよい。
【００２７】
図６は、図１の制御部４０による制御の一例を示す図である。制御部４０は、スイッチＳ１を備え、スイッチＳ１は目標値５０とセンサ５４の出力５５との差分が制御器５１１又は制御器５１２に入力されるように切り替えられる。制御器５１１は積分器を含まない制御器であり、制御器５１２は積分器を含む制御器である。可動体２２，３２を略静止させるときは制御器５１１を用い、基板ステージ２０，３０に同期して移動させるときは制御器５１２を用いる。制御器５１１，５１２の出力はドライバ５２を介して駆動部としてのアクチュエータ５３に入力される。
【００２８】
上記の第１〜第３実施例によれば、基板ステージ２０，３０と高い精度で可動体２２，３２を常時同期させる必要が無くなり、可動体２２，３２の駆動の制御を簡略化することが図れる。また、基板ステージ２０，３０と同等の駆動部、制御部が必要でないため、可動体２２，３２の駆動の制御は、基板ステージ２０，３０に比べ低スペックで安価な部品での構成が可能となり、低コスト化が図れる。また、可動体２２，３２の振動を小さくすることができ、可動体２２，３２や床等を伝って外乱が基板ステージ２０，３０に伝わるのを抑制できる。
【００２９】
第１〜第３実施例におけるステージ装置は、露光装置におけるステージ装置であったが、本発明に係るステージ装置は、例えば工作機械のワークを支持する支持台等にも適用可能である。
【００３０】
次に、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施形態を説明する。デバイスは、前述の実施例１〜３の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板を露光する工程と、該工程で露光された基板を現像する工程と、他の周知の工程とを経ることにより製造する。デバイスは、半導体集積回路素子、液晶表示素子等でありうる。基板は、ウエハ、ガラスプレート等でありうる。当該周知の工程は、例えば、酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等の各工程である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施例のステージ装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】第１実施例のステージ装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】領域内移動におけるステージ及び可動体の状態を示す図である。
【図４】領域間移動におけるステージ及び可動体の状態を示す図である。
【図５】領域間移動後の領域内移動におけるステージ及び可動体の状態を示す図である。
【図６】可動体の駆動の制御の一例を示す図である。
【図７】ツインステージ構成のステージ装置の従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００，１００’：ステージ装置
１：定盤
２０，３０，２０’、３０’：基板ステージ
２０１，３０１：粗動ステージ
２０２，３０２：微動ステージ
２１，３１，２１’、３１’：ライン
２２，３２，２２’、３２’：可動体
４０：制御部
５０：目標値
５１１，５１２：制御器
５２：ドライバ
５３：アクチュエータ（駆動部）
５４：位置センサ
５５：出力(位置)
【図１】
2010080641.tif 000003
【図２】
2010080641.tif 000004
【図３】
2010080641.tif 000005
【図４】
2010080641.tif 000006
【図５】
2010080641.tif 000007
【図６】
2010080641.tif 000008
【図７】
2010080641.tif 000009