(57)【要約】【課題】案内面の損傷を低減させるステージ装置を提供する。【解決手段】  本発明のステージ装置は、ステージ部４と、ステージ部４の移動を案内する案内面を含む静圧軸受ガイド５と、ステージ部４に保持され且つ案内面に向けて気体を噴出するエアパッド２と、ステージ部４に保持され且つ案内面に対向した永久磁石３とを有するステージ装置であって、 静圧軸受ガイド５は、磁性体を含み且つ永久磁石３に対向した突出部を含む金属部７と、金属部７の硬度より高い硬度を有し、金属部７を被覆し、且つ案内面を有するセラミック部６とを含む。【選択図】図３
2010278042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ部と、
前記ステージ部の移動を案内する案内面を含む案内部材と、
前記ステージ部に保持され且つ前記案内面に向けて気体を噴出する噴出部材と、
前記ステージ部に保持され且つ前記案内面に対向した磁石と、
を有するステージ装置であって、
前記案内部材は、
磁性体を含み且つ前記磁石に対向した突出部を含む磁性部材と、
前記磁性部材の硬度より高い硬度を有し、前記磁性部材を被覆し、且つ前記案内面を有する被覆部材と、
を含むことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記被覆部材は、セラミックで形成されている、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】
基板を露光する露光装置であって、
前記ステージ部として、マスクを搭載して移動するマスクステージ部または前記基板を搭載して移動する基板ステージ部を含む、請求項１又は２に記載のステージ装置、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３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、ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子や半導体素子などのデバイスは、フォトリソグラフィの手法により製造されうる。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部と、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部とを含みうる。そのような露光装置は、マスクステージ部及び基板ステージ部を走査移動させながら、投影光学系を介してマスクのパターンを投影して基板を露光する。
【０００３】
また、露光装置は、静圧軸受ガイドを含む駆動機構を有するステージ装置を備える（特許文献１）。このようなステージ装置は、案内面を有する静圧軸受ガイドや、静圧軸受ガイドの案内面に非接触で支持されるステージ部、ステージ部を案内面に沿って移動させる駆動手段、ステージ部を案内面に向かって付勢する予圧（付勢）手段から構成される。
【０００４】
図５は、従来における基板ステージ部（ステージ装置）の要部拡大図である。図５に示されるように、従来のステージ装置は、静圧軸受ガイド５００、静圧軸受ガイド５００の案内面に気体を噴出するエアパッド２００、予圧手段を構成する永久磁石３００、ステージ部４００を含んで構成される。このステージ装置では、予圧手段に永久磁石が用いられ、案内面を有する静圧軸受ガイド５００は、磁性体で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基板ステージ部やマスクステージ部の駆動機構に上述のような静圧軸受ガイドを用いる場合、エアパッドや静圧軸受ガイドの案内面が損傷することがある。このような損傷は、ステージ部と静圧軸受ガイドとのギャップに入り込んだ異物により引き起こされうる。エアパッド又は静圧軸受ガイドの案内面に損傷が発生すると、エアパッド又は静圧軸受ガイドを交換する必要が生じうる。特に、静圧軸受ガイドは、損傷して案内面に凹凸が形成されると、ステージ部の高精度な駆動に支障が生じうるものであり、また、交換も容易ではない。
【０００７】
本発明は、例えば、案内面の損傷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】
本発明の一側面としてのステージ装置は、ステージ部と、前記ステージ部の移動を案内する案内面を含む案内部材と、前記ステージ部に保持され且つ前記案内面に向けて気体を噴出する噴出部材と、前記ステージ部に保持され且つ前記案内面に対向した磁石と、を有するステージ装置であって、前記案内部材は、磁性体を含み且つ前記磁石に対向した突出部を含む磁性部材と、前記磁性部材の硬度より高い硬度を有し、前記磁性部材を被覆し、且つ前記案内面を有する被覆部材とを含む。
【０００９】
本発明の他の側面としての露光装置は、基板を露光する露光装置であって、前記ステージ部として、マスクを搭載して移動するマスクステージ部または前記基板を搭載して移動する基板ステージ部を含む、前記ステージ装置を有する。
【００１０】
本発明の他の側面としてのデバイス製造方法は、前記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。
【００１１】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、例えば、案内面の損傷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例における走査型投影露光装置の全体構成図である。
【図２】本実施例における基板ステージ部の概略構成図である。
【図３】本実施例における基板ステージ部（静圧軸受ガイド）の要部拡大図である。
【図４】本実施例における静圧軸受ガイドの製造手順である。
【図５】従来の基板ステージ部（静圧軸受ガイド）の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
本実施例は、露光装置（ステージ装置）に係り、特に、液晶表示素子、半導体素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程に用いられる露光装置に関するものである。
【００１６】
まず、図１を参照して、本実施例のステージ装置が搭載される露光装置の一例について説明する。図１は、本実施例における走査型投影露光装置の全体構成を示す概略図である。
【００１７】
走査型投影露光装置１００は、投影光学系１０、マスクステージ部２０、及び、基板ステージ部３０を有する。マスクステージ部２０及び基板ステージ部３０は、Ｚ方向において投影光学系１０を挟むように配置されている。すなわち、マスクステージ部２０は、投影光学系１０の図中の上側（Ｚ方向）に配置され、一方、基板ステージ部３０は投影光学系１０の図中の下側（−Ｚ方向）に配置されている。マスクステージ部２０及び基板ステージ部３０は、それぞれ個別に移動可能であり、これらのステージの位置は、共に、レーザ干渉測長器５０により計測制御が可能である。
【００１８】
基板ステージ部３０は、後述のステージ装置を備え、基板３６を搭載して移動するように構成されている。基板ステージ部３０は、本体ベース３１上に配置されたＹステージ３２およびＸステージ３３を有する。Ｘステージ３３およびＹステージ３２により構成されるＸＹステージの上に、θＺステージ３４が搭載されている。なお、図１に示されるように、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は互いに直交する方向である。θＺステージ３４の上には、基板チャック３５が配置されている。基板チャック３５は、露光対象である基板３６を支持する。このように、基板３６は、基板ステージ部３０によりＸ、ＹおよびＺ方向に移動可能であると共に、ＸＹ面内でも回転可能に支持されることになる。θＺステージ３４は、露光時、基板３６の表面を投影光学系１０の基板側焦点面に一致させるために用いられる。
【００１９】
マスクステージ部２０は、マスクステージ基盤２１と、その上に配置されたＸＹθステージ基盤２２とを備える。ＸＹθステージ基盤２２の上には、投影対象となるパタ−ンを有するマスク２３が配置される。このように、マスクステージ部２０は、マスク２３を搭載して移動するように構成されており、マスク２３は、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能であると共に、ＸＹ面内で回転可能に支持される。
【００２０】
マスクステージ部２０の上方には、マスク２３と基板３６の像を投影光学系１０を介して観察可能な観察光学系４０が配置されている。さらに、観察光学系４０の上方には、照明光学系４１が配置されている。照明光学系４１は、光源からの光を用いてマスク２３のパターンを照明する。また、投影光学系１０は、マスク２３のパターンを基板３６に投影する。
【００２１】
マスクステージ部２０および基板ステージ部３０は、共に、レーザ干渉測長器５０により位置の計測制御が行われる。レーザ干渉測長器５０は、レーザヘッド５１、干渉ミラー５２、５３およびθＺステージ３４に取り付けられた第１の反射ミラー５４と、マスクステージ基盤２１に取り付けられた第２の反射ミラー５５とを有する。
【００２２】
レーザ干渉測長器５０のレーザビーム位置は、マスクステージ部２０については、上下方向（投影光学系１０の光軸方向、Ｚ方向）ではほぼ投影光学系１０のマスク側焦点面に設定され、水平面内（ＸＹ面内）ではほぼ投影光学系１０の光軸位置に設定されている。一方、基板ステージ部３０については、水平面内（ＸＹ面内）ではほぼ投影光学系１０の光軸位置に設定されているが、上下方向（Ｚ方向）では投影光学系１０の基板側焦点面から下側に距離Ｌだけ変位した位置を通るように設定されている。
【００２３】
次に、本実施例における基板ステージ部３０の構成について、図２および図３を参照して説明する。図２は、本実施例における基板ステージ部３０の概略構成図である。また、図３は、本実施例における基板ステージ部３０の要部拡大図であり、図３（ａ）は斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＢ−Ｂで切断した断面図である。
【００２４】
なお本実施例では、基板ステージ部３０における静圧軸受ガイド（静圧軸受部）の構成について説明するが、これに限定されるものではない。本実施例の静圧軸受ガイドは、マスクステージ部２０などの他のステージ装置にも適用可能である。すなわち、後述のステージ部４としては、マスクステージ部２０や基板ステージ部３０などの任意のステージ部が含まれる。
【００２５】
図５に示されるように、従来の静圧軸受ガイド５００（案内部材）は、金属材（火炎焼入鋼：［Ｈｖ］５５０、Ｈｖ：ビッカース硬さ）のみで構成されていた。一方、本実施例では、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、静圧軸受ガイド５（案内部材）は、金属部７（例えば、フレームハード鋼  ＨＰＭ７：［Ｈｖ］３００）と、金属部７をコーティング（被覆）するセラミック部６（被覆部材）から構成される。セラミック部６を形成するセラミックとしては、金属部７の金属よりも硬度の高いセラミック（例えば、グレイアルミナセラミック：［Ｈｖ］１０００）が用いられる。これにより、従来の約２倍の硬度を持った静圧軸受ガイド５を得ることが可能となる。
【００２６】
本実施例のステージ装置は、ステージ部４、静圧軸受ガイド５、エアパッド２、および、永久磁石３（磁石）から構成される。本実施例のステージ部４は、Ｙステージ３２、Ｘステージ３３、θＺステージ３４、および、基板チャック３５を含む。図３（ａ）に示されるように、基板３６はステージ部４の上に搭載され、図中の矢印方向（Ｙ軸方向）に駆動される。
【００２７】
ステージ部４は、ステージ駆動部（不図示）により駆動され、基板３６を支持しながら静圧軸受ガイド５（案内部材）のセラミック部６の案内面（表面）に沿って移動する。静圧軸受ガイド５は、ステージ部４の移動を案内する案内面を含む。また静圧軸受ガイド５は、磁性体を含み且つ永久磁石３に対向した突出部を含む磁性部材と、磁性部材の硬度より高い硬度を有し、磁性部材を被覆し、且つ案内面を有する被覆部材と、を含む。本実施例において、磁性部材として金属部７、また、被覆部材としてセラミック部６がそれぞれ用いられているが、これらに限定されるものではなく、他の材料を用いて構成してもよい。
【００２８】
エアパッド２は、ステージ部４に保持されている。ステージ部４が移動するとき、ステージ部４に設けられたエアパッド２は、案内面であるセラミック部６に向けて気体を噴出する。このように、エアパッド２は、ステージ部４に保持され、且つ、被覆部材の案内面に向けて気体を噴出する噴出部材である。エアパッド２からの気体の噴出力により、ステージ部４はセラミック部６の表面（案内面）より数μｍ程度浮上する。
【００２９】
また、ステージ部４には、両端のエアパッド２に挟まれるように永久磁石３（磁石）が設けられている。永久磁石３は、ステージ部４に保持され且つセラミック部６の案内面（表面）に対向するように配置されている。永久磁石３は、ステージ部４と静圧軸受ガイド５との間に予圧を与える予圧手段であり、ステージ部４を静圧軸受ガイド５に向かう方向へ付勢する。永久磁石３により予圧が与えられることにより、ステージ部４の剛性を高めることができる。
【００３０】
本実施例の静圧軸受ガイド５では、磁性体としての金属部７の上に、セラミック部６がコーティングされている。このため、セラミック部６がコーティングされていない従来の静圧軸受ガイド５００と比較して、永久磁石３により与えられる予圧が弱まってしまう。一方、セラミック部６が所定値以上の厚さを有しないと、静圧軸受ガイド５に対する損傷防止効果を十分に得ることができない場合がある。
【００３１】
そこで、本実施例のステージ装置においては、静圧軸受ガイド５の母材（支持体）である金属部７が凹部７ａ（窪み部）および凸部７ｂ（突出部）を有することにより、金属部７の上面に凹凸の段差が形成されている。図３（ｂ）に示されるように、凹部７ａは、気体を噴出するエアパッド２の下部に形成され、凸部７ｂは、永久磁石３の下部に形成されている。すなわち、金属部７の上面は、エアパッド２の下部において深く加工され、また、永久磁石３の下部において浅く加工されている。このような凹凸形状を有する金属部７の上に、セラミック部６がコーティングされている。
【００３２】
このように、本実施例のセラミック部６の厚さについて、永久磁石３の下部におけるセラミック部６は、エアパッド２の下部におけるセラミック部６より薄い。換言すれば、永久磁石３の下面と金属部７の上面との間の距離は、エアパッド２の下面と金属部７の上面との間の距離より小さい。
【００３３】
案内面として用いられるセラミック部６には、エアパッド２の下部において極めて高精度の平面度が要求される。一方、エアパッド２の下部のみにセラミック部６を形成しようとすると、金属部７の上面にコーティングされるセラミック部６が複数に分割されてしまう。セラミック部６が分割されると、セラミック部６における複数の表面の平坦加工が必要となり、セラミック部６の表面全体の平坦度を向上させることが困難である。
【００３４】
このため、本実施例では、セラミック部６の表面を分割することなく一つの面で金属部７の上にコーティングする。このような構成により、セラミック部６の表面を高精度に加工でき、表面全体の平坦度を向上させることが可能になる。
【００３５】
このように、本実施例では、金属部７に凹凸の段差を設け、金属部７の上面全体にコーティングしたセラミック部６を静圧軸受ガイド５の案内面としている。このような構成により、永久磁石３は静圧軸受ガイド５に対して十分な予圧を付与することができる。同時に、平坦性が良好で損傷に強い静圧軸受ガイド５を構成することが可能となる。
【００３６】
次に、本実施例における静圧軸受ガイド５の製造手順について説明する。図４は、本実施例における静圧軸受ガイド５の製造手順の一例を示すフローである。
【００３７】
まず、ステップＳ１０１において、静圧軸受ガイド５の母材となる金属部７の加工を行う。すなわち、金属部７の表面に凹部７ａおよび凸部７ｂを形成する。凹部７ａはエアパッド２の下部に位置する部分に形成され、凸部７ｂは永久磁石３の下部に位置する部分に形成される。凹部７ａの上面と凸部７ｂの上面との差は、０．２〜０．２５ｍｍ程度であることが好ましい。このように、金属部７の上面には凹凸形状が形成される。
【００３８】
次に、ステップＳ１０２において、セラミック部６の材料となるセラミックを加熱および溶解し、金属部７の凹部７ａ（エアパッド２の下部に位置する部分）に吹き付ける（溶射する）。このとき、例えば０．２〜０．３ｍｍ程度の厚さのセラミックが溶射される。
【００３９】
次に、ステップＳ１０３において、金属部７（静圧軸受ガイド５）の全面（凹部７ａおよび凸部７ｂ）に、セラミック部６の材料となるセラミックを溶射する。このとき、例えば０．１〜０．１５ｍｍの厚さのセラミックが溶射される。
【００４０】
最後に、ステップＳ１０４において、セラミック部６（静圧軸受ガイド５）上面を平坦にするため、セラミック部６の研削および研磨を行う。このような研削および研磨により、セラミック部６（静圧軸受ガイド５）の上面の平坦度を高めることができる。
【００４１】
本実施例によれば、静圧軸受ガイド（案内面）やエアパッドの損傷を低減させるステージ装置を提供することができる。また、ステージ装置を設置する際に、静圧軸受ガイドとエアパッドの接触を防ぐための静圧軸受ガイドの調整時間や、静圧軸受ガイドやエアパッドが損傷した場合の交換作業が無くなり、設置時間の短縮が可能となる。
【００４２】
次に、本実施例におけるデバイス（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例示する。
【００４３】
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、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程とを含みうる。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）とを含みうる。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、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程とを含みうる。
【００４４】
本実施例のデバイス製造方法は、デバイスの生産性および品質の少なくとも一方において従来よりも有利である。
【００４５】
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
２：エアパッド
３：永久磁石
４：ステージ部
５：静圧軸受ガイド
６：セラミック部
７：金属部
２０：マスクステージ部
３０：基板ステージ部
【図１】
2010278042.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010278042.tif 000007