(57)【要約】【課題】基板ステージの駆動、及び発熱による、レーザ干渉計の光路の温度の揺らぎを効果的に低減する。【解決手段】可動子６Ｂと、可動子６Ｂを移動させるための固定子６Ａと、可動子６Ｂに設置された反射鏡１０と、反射鏡１０に対して光を投射することで前記可動子の位置を計測する位置計測手段とを有する位置決め装置において、可動子６Ｂの側面に防風部材１１を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動子と、
前記可動子を移動させるための固定子と、
前記可動子に設置された反射鏡と、
前記反射鏡に対して光を投射することで前記可動子の位置を計測する位置計測手段と、を有する位置決め装置において、
前記可動子の側面に防風部材を備えることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記防風部材は、前記可動子の駆動に起因した空気の流れが前記位置計測手段の光路へ到達することを低減するものであることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記防風部材は、前記反射鏡を垂直方向に挟み込み、かつ、前記可動子の四方側面を覆うように設置された複数の平板部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
複数の前記可動子を備え、
前記複数の可動子にそれぞれ設置された前記防風部材は、前記複数の可動子が互いに接近した際に、互いの前記防風部材が接触しないように、垂直方向で交錯する位置に取り付けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記防風部材は、断面内部に貫設された、冷媒を循環させる冷媒流路を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記可動子と前記固定子とは、平面モータを構成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項７】
光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを基板の上に投影する投影光学系と、前記レチクルまたは前記基板を位置決めする位置決め装置を備える露光装置であって、
前記位置決め装置は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置決め装置であることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め装置、それを用いた露光装置及びデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、半導体素子や液晶表示素子等の製造工程であるリソグラフィ工程において、原版（レチクル）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板（例えば、表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレート等）に転写する装置である。近年、この露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式の投影型露光装置（ステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の投影型露光装置（スキャン）が多用されている。
【０００３】
この種の露光装置は、例えば、基板であるウエハをチャックに吸着させて基板ステージ上に載置し、該基板ステージを駆動させてウエハ上の被露光位置を適宜変更することにより、投影露光を繰り返す。基板ステージの駆動方法としては、例えば、平板状の固定子の上を可動子が駆動する平面モータが使用される。この平面モータの可動子は、通常、エアーベアリングで浮上している。
【０００４】
一方、露光処理を実施する前には、通常、基板ステージに対するウエハの相対位置の計測が行われ、ウエハの位置決めが実施される。この位置決めにおいては、一般に、レーザ干渉計（光波干渉計）が使用される。具体的には、レーザ干渉計は、投影光学系の光軸に直交する面内で基板ステージに固定された反射鏡に、周波数が安定したレーザ光を投射し、反射されたレーザ光を再度導入することによりレーザ光の干渉を測定し、ウエハの相対位置を検出する。なお、レーザ干渉計は、周囲の空気の密度変化（屈折率変化）によってレーザ光の波長が変動し、測定誤差が生じることを防止するために、空調制御されたチャンバ内に配置される。
【０００５】
しかしながら、基板ステージが駆動する際、平面モータの固定子表面付近の空気温度は、鉄損による発熱、及びエアーベアリングから平面モータの可動子の外に漏れ出るプレッシャーエアーに起因し、チャンバ内の目標値とは異なる温度となる。この温度変化した空気は、基板ステージの駆動により巻き上がり、レーザ干渉計の光路付近の空気が不規則に撹拌される現象が起こる。この現象により、レーザ干渉計の光路の一点では、空気温度が時々刻々変化する「揺らぎ」が発生する。この揺らぎは、空気の密度、即ち、光の屈折率を変化させるので、レーザ干渉計の測定精度の悪化の要因となる。
【０００６】
そこで、例えば、特許文献１は、レーザ干渉計の参照ビーム光路と測定ビーム光路にそれぞれカバーを設け、且つ、該カバー内に温調気体を供給することで、揺らぎの影響を低減させる位置計測装置を開示している。
【特許文献１】特開平５−２８３３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のカバーは、基板ステージが広い区間で移動する場合、例えば、ウエハ搬送系への移動や、露光位置と、該露光位置とは離れた場所のアライメント光学系の計測位置との移動等では、レーザ干渉計の光路全体を覆うことはできない。また、基板ステージが複数で構成され、露光と計測を同時に行う場合、特許文献１の構成は、各基板ステージが入れ替わる際にカバー同士が干渉する可能性があるため、困難である。
【０００８】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、基板ステージの駆動、及び発熱による、レーザ干渉計の光路の温度の揺らぎを効果的に低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、可動子と、前記可動子を移動させるための固定子と、該可動子に設置された反射鏡と、該反射鏡に対して光を投射することで前記可動子の位置を計測する位置計測手段とを有する位置決め装置において、可動子の側面に防風部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板ステージの駆動、及び発熱による、レーザ干渉計の光路の温度の揺らぎを効果的に低減することができるので、レーザ干渉計の測定精度が良好となり、基板ステージ上に載置されたウエハの位置決めを精度良く実施することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
【００１２】
（露光装置、及び位置決め装置）
図１は、本発明の実施形態に係る露光装置の概略図である。なお、以下の各図において、露光装置１００を構成する投影光学系の光軸に平行にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクル（原版）及びウエハ（基板）の走査方向にＹ軸を取り、該Ｙ軸に直交する非走査方向にＸ軸を取って説明する。
【００１３】
露光装置１００は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクルのパターンをウエハに露光する投影露光装置である。但し、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式やその他の露光方式の露光装置にも適用可能である。
【００１４】
露光装置１００は、照明光学系１と、レチクル２を載置するレチクルステージ３と、投影光学系４と、ウエハ５を載置するウエハステージ６とから構成される。
【００１５】
照明光学系１は、不図示の内蔵光源（超高圧水銀ランプなどの放電灯）、若しくは、露光装置１００とは別に設置された光源装置から、ビームラインを経て照明光を導入し、各種レンズや絞りによってスリット光を生成して、レチクル２を上方から照明する。レチクルステージ３は、少なくともＹ方向に移動可能なステージである。投影光学系４は、レチクル２のパターンをウエハ５に所定の倍率（例えば４：１）で縮小投影する。また、ウエハステージ６は、ＸＹ方向に移動可能な基板ステージである。なお、ウエハ５は、アライメント光学系７で位置決めされ、ウエハステージ６に保持される。上記レチクルステージ３、投影光学系４、及びウエハステージ６の各要素は、本体構造体８に支持される。
【００１６】
また、本体構造体８の下面には、露光処理を実施する前に、ウエハ５が常に所定の位置となるように位置決めするための位置決め装置を構成するレーザ干渉計９（位置計測手段）が設置される。レーザ干渉計９は、投影光学系４の光軸に直交する面（ＸＹ方向）内で、ウエハステージ６に固定された反射鏡１０に、周波数が安定したレーザ光を投射する。そして、レーザ干渉計９は、反射鏡１０から反射されたレーザ光を干渉させて受光し、計測信号を不図示の位置検知回路に対して出力する。位置検知回路は、ウエハ５の相対位置を検出し、検出結果をウエハステージ６の制御系（不図示）に送信する。ウエハステージ６の制御系は、ウエハ５の相対位置の検出結果に基づいて、ウエハステージ６の位置決めを制御する。
【００１７】
更に、露光装置１００を構成する上記の主要構成要素は、不図示の恒温チャンバ内に設置される。恒温チャンバ内の温度は、一般のクリーンルームよりも高精度で制御される。例えば、クリーンルームの温度が±２〜３℃の範囲で制御されるのに対して、恒温チャンバ内の温度は、±０．１℃程度に保たれる。特に、精密な計測が必要となるレーザ干渉計９を設置しているウエハステージ空間では、不図示の温調エアーの吹出しフィルタを用いて、ウエハステージ空間全域の温度は、温度調整エアーの吹出し温度とほぼ同一に制御される。これにより、温度勾配に起因するレーザ干渉計９の光路上の空気の温度揺らぎ（屈折率の変動）による計測誤差を抑えている。
【００１８】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態に係る位置決め装置について、図２及び図３を参照して説明する。なお、図２及び図３において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１９】
図２及び図３は、露光装置１００におけるウエハステージ６周辺を示す概略図であって、図２は、位置決め装置の側面図であり、図３は、位置決め装置の平面図である。
【００２０】
本実施形態におけるウエハステージ６は、平面パルスモータ駆動方式、若しくは平面ローレンツモータ駆動方式の平面モータステージ機構を採用しており、固定子６Ａと可動子６Ｂとで構成される。可動子６Ｂは、固定子６Ａ上を不図示のエアーベアリングで浮上している。
【００２１】
平面パルスモータ駆動方式のステージ機構は、凸部が形成されたプラテンで構成される固定子と、ＸＹ電磁駆動ユニットで構成される可動子とを有する。この場合、ステージ可動部は、ＸＹ電磁駆動ユニットに移動磁界を発生させることにより、所定のＸＹ方向の２方向に自由に独立して移動することができる。
【００２２】
一方、平面ローレンツモータ駆動方式のステージ機構は、ＸＹコイルを配置したコイル部で構成される固定子と、磁石群で構成された可動子とを有する。この場合、ステージ可動部は、ＸＹωＺコイルに流す電流を制御することにより、所定のＸＹωＺ方向の３方向に自由に独立して移動することができる。
【００２３】
また、可動子６Ｂの一部には、該可動子６Ｂの移動方向に対して垂直な反射面を持った反射鏡１０が設置されている。可動子６Ｂは、更にＸ方向にも不図示の反射鏡を有する。同様に、本体構造体８は、図示しているレーザ干渉計９以外にも、ＸＹ方向に不図示の複数のレーザ干渉計を有する。これにより、可動子６Ｂが固定子６Ａ上のいずれの位置にあっても、反射鏡は、複数のレーザ干渉計からいずれかの計測光が照射されるような長さを有しているため、固定子６Ａの全域において可動子６Ｂの位置を計測することが可能となる。
【００２４】
また、可動子６Ｂは、不図示であるが、実装ケーブル部よりステージ可動部へ信号及び電力を供給するケーブル類、吸引エアーやプレッシャーエアー等の空圧用配管類、及び可動子６Ｂの熱源を温度調整するための冷却液配管類等を接続している。
【００２５】
更に、本実施形態の位置決め装置は、レーザ干渉計９及び反射鏡１０に加え、可動子６Ｂの側面に、フィン状の防風部材１１を設けることを特徴としている。
【００２６】
防風部材１１は、反射鏡１０を垂直方向（Ｚ方向）に挟み込み、可動子６Ｂの四方側面を覆うように設置された２枚の平板部材である。防風部材１１の形状は、本実施形態では、フィン状の平板としているが、特に限定されるものではない。防風部材の形状は、レーザ干渉計９から反射鏡１０への光路が阻害されず、且つ、反射鏡１０へ向けて巻き上がるウエハステージ周辺の空気が、レーザ干渉計９の光路に到達することを防止（低減）するという本発明の目的が達成される形状であればよい。なお、平板部材の設置する枚数についても、同様である。また、本実施形態では、防風部材１１の材質としては、樹脂を採用しているが、材質についても特に限定されるものではなく、例えば、熱伝導率の低い材質が望ましい。
【００２７】
防風部材１１は、図２中の矢印に示すように、固定子６Ａ表面付近において、エアーベアリングから吹きだす空気、若しくはウエハステージの鉄損による発熱に起因した高温の空気が、可動子６Ｂの駆動により巻き上がることを防ぐ。
【００２８】
以上のように、本発明の位置決め装置は、上記固定子６Ａ表面付近から巻き上がる熱を帯びた空気が、レーザ干渉計の光路に対して直接流れ込まないので、光路付近で発生が懸念される空気温度の揺らぎを効率的に抑えることが可能となる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る位置決め装置について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
図４及び図５は、露光装置１００におけるウエハステージ周辺を示す概略図であって、図４は、位置決め装置の側面図であり、図５は、位置決め装置の平面図である。本実施形態では、ウエハステージを構成する固定子６Ｃ上に、２つの可動子６Ｄ、６Ｅが設置されていることを特徴とする。なお、可動子の個数は、露光装置が最適な効果を発揮するように適宜変更可能である。
【００３１】
可動子６Ｄ、６Ｅには、それぞれ、第１の実施形態と同様の防風部材１１Ａ、１１Ｂが設置されている。ここで、各防風部材１１Ａ、１１Ｂは、２つの可動子６Ｄ、６Ｅが接近した際に互いの防風部材が接触しないように、Ｚ方向で交錯する位置に取り付けられる。
【００３２】
これにより、レーザ干渉計の光路付近の空気温度の揺らぎを効率的に抑えることができると共に、ウエハステージに可動子が複数存在しても、各可動子が固定子上で自由度を持って駆動することが可能となる。
【００３３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る位置決め装置について、図６及び図７を参照して説明する。なお、図６及び図７において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３４】
図６及び図７は、露光装置１００におけるウエハステージ周辺を示す概略図であって、図６は、位置決め装置の側面図であり、図７は、位置決め装置の平面図である。本実施形態では、防風部材１１Ｃの断面内部に冷媒流路１２が貫設されており、該冷媒流路１２内に冷媒を循環させることにより、防風部材１１Ｃを冷却することを特徴とする。なお、本実施形態の防風部材１１Ｃの材質は、ステンレス鋼を採用しているが、特に限定されるものではなく、熱伝導性が良い銅やアルミニウム合金等の金属類でも良い。
【００３５】
冷媒流路１２は、該冷媒流路１２内へ冷媒を供給する冷媒供給装置１３と、該冷媒供給装置１３から冷媒流路１２へ冷媒を還流させる配管１４とで冷媒循環系を構成する。冷媒供給装置１３は、不図示のセンサ、ヒータ、及び制御部を備え、防風部材１１Ｃ、若しくは該防風部材１１Ｃ付近を流れる空気の温度を、所望の温度になるように制御する。配管１４は、フレキシブル管で中継されており、可動子６ＢのＸＹ方向の駆動の際も自由に変形可能である。また、本実施形態における冷媒は、純水であるが、特に限定するものではない。
【００３６】
例えば、露光処理により可動子６Ｂの駆動が長時間続く場合、固定子６Ａ付近の熱せられた空気が、他の経路を通ってレーザ干渉計９の光路に流入する可能性がある。そこで、本実施形態の位置決め装置は、防風部材１１Ｃの内部に温度制御された冷媒を流し、防風部材１１Ｃ付近の空気を所望の温度に制御する。
【００３７】
これにより、長期的な可動子の駆動によりレーザ干渉計の光路に流入する空気温度の揺らぎを効率的に抑えることが可能となる。
【００３８】
（デバイスの製造方法）
次に、上記の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【００３９】
半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド等のデバイスは、レジスト（感光剤）が塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を、上記の露光装置を用いて露光する工程をまず経る。続いて、露光された前記基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を行うことによってデバイスが製造される。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、及びパッケージング等の少なくとも１つの工程を含む。
【００４０】
なお、本発明は、その精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実現する事ができる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点に於いて単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る露光装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る位置決め装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る位置決め装置の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る位置決め装置の構成を示す側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る位置決め装置の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る位置決め装置の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る位置決め装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    照明光学系
２    レチクル
４    投影光学系
６Ａ  固定子
６Ｂ  可動子
６Ｃ  固定子
６Ｄ  可動子
６Ｅ  可動子
９    レーザ干渉計
９Ａ  レーザ干渉計
９Ｂ  レーザ干渉計
１０  反射鏡
１０Ａ  反射鏡
１０Ｂ  反射鏡
１１  防風部材
１１Ａ  防風部材
１１Ｂ  防風部材
１２  冷媒流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010161116.tif 000008
【図７】
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