(57)【要約】【課題】  配置上の制約を緩和しつつ、Ｘ方向用干渉計およびＹ方向用干渉計の計測光路における温度分布の変動を低減可能なステージ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  ステージ装置であって、第１干渉計の計測光路および、第２干渉計の計測光路に温度制御された気体を吹き出す第１送風手段と、第２干渉計の計測光路に対して温度制御された気体を吹き出す第２送風手段と、を備え、第１送風手段はＸ方向に沿う向きに気体を吹き出し、第２送風手段はＹ方向に対して斜め向きで、かつ、第１送風手段から吹き出される気体の上流側から下流側に向けて前記気体を吹き出す。【選択図】  図１
2015056432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する第１方向および第２方向に移動可能な移動体と、前記移動体に向けて照射される第１方向に沿う光を用いて前記移動体の第１方向の位置を計測する第１干渉計と、前記移動体に向けて照射される第２方向に沿う光を用いて前記移動体の第２方向の位置を計測する第２干渉計と、を備えるステージ装置であって、
前記第１干渉計の計測光路および前記第２干渉計の計測光路に温度制御された気体を吹き出す第１送風手段と、前記第２干渉計の計測光路に対して温度制御された気体を吹き出す第２送風手段と、を備え、
前記第１送風手段は第１方向に沿う向きに前記気体を吹き出し、前記第２送風手段は第２方向に対して斜め向きで、かつ、前記第１送風手段から吹き出される前記気体の上流側から下流側に向けて前記気体を吹き出すことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記第１送風手段が吹き出す気体の流量が、前記第２送風手段が吹き出す気体の流量よりも大きくなるように、前記第１送風手段および前記第２送風手段による気体の吹き出しを制御する制御部を備え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】
前記移動体の前記第１方向における移動領域の幅よりも前記移動体の前記第２方向における移動領域の幅の方が小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記第１送風手段の吹き出し口の第２方向における幅をＢｙ、前記移動体の第２方向における移動領域の幅をＳｙとした場合に、
０．７×Ｓｙ  ≦  Ｂｙ
を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記第２送風手段の吹き出し口の長手方向における幅をＢ２とした場合に、
Ｂ２  ≦  （１／２）×Ｂｙ
を満たすことを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記第２送風手段と第２方向との為す角度が２０〜７０°であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記移動体が上面に沿って前記第１方向および前記第２方向に移動するベース部材を有し、
前記第１送風手段は、前記ベース部材の上面に沿う方向に気体を吹き出すことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記第２送風手段は、前記ベース部材の上面に対して斜め方向に気体を吹き出すことを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。
【請求項９】
基板にパターンを転写するための転写ユニットと、前記基板に形成されたマークを検出するアライメントスコープと、を備えるリソグラフィ装置であって、
前記基板は請求項１〜８のいずれか１項に記載のステージ装置に搭載され、前記転写ユニットおよび前記アライメントスコープは、前記第１方向に沿って並んで配置されることを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程において前記パターンを形成された基板を加工する工程と、
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、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能な移動体と、移動体の位置を計測する干渉計と、を備えるステージ装置に関する。また、ステージ装置を備えるリソグラフィ装置、あるいは、リソグラフィ装置を用いたデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ技術を用いて半導体デバイスや液晶デバイスを製造するために、従来からリソグラフィ装置が使用されている。リソグラフィ装置は、対象物（例えばウエハ）をＸ方向及びＹ方向に位置決めするためのステージ装置を備え、ステージ装置は、対象物を搭載して移動可能な移動体と、移動体の位置を計測する干渉計を備える。
【０００３】
干渉計は、計測光路の環境変化（例えば、気体の温度）に起因する揺らぎによって計測誤差を生じやすいため、通常、ステージ装置には、計測光路に向けて温度制御された気体を吹き出す送風手段が設けられる。特許文献１には、Ｘ方向用干渉計とＹ方向用干渉計とを備えるステージ装置において、１つの送風手段から、Ｘ方向に沿って気体を吹き出すことが開示されている。また、特許文献２には、１つの送風手段から、Ｘ方向用干渉計およびＹ方向用干渉計の両方の計測光路に対して斜めに気体を吹き出す構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８２６２６号公報
【特許文献２】特許３６３７６３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、装置の構造体（例えば、投影光学系）にぶつかって気体の流れが変化したり、発熱部材により暖められた気体と混ざり合ったりして、Ｙ方向用干渉計の計測光路における温度分布が変動してしまう。
【０００６】
また、特許文献２の構成は、１つの送風手段から２つの計測光路に対して斜めに気体を吹き出す構成であるがゆえに、吹き出し口の幅が長尺になってしまう。例えば、移動体の移動領域全域に渡る計測光路に気体を吹き出す場合には、移動領域の対角の長さ以上の幅をもつ吹き出し口を設ける必要がある。そのため、このような送風手段の配置により広い空間を占有し、装置の小型化が困難になる、という問題があった。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、Ｘ方向用干渉計およびＹ方向用干渉計の計測光路における温度分布の変動を低減し、装置の小型化に有利なステージ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】
本発明は、互いに直交する第１方向および第２方向に移動可能な移動体と、前記移動体に向けて照射される第１方向に沿う光を用いて前記移動体の第１方向の位置を計測する第１干渉計と、前記移動体に向けて照射される第２方向に沿う光を用いて前記移動体の第２方向の位置を計測する第２干渉計と、を備えるステージ装置であって、前記第１干渉計の計測光路および前記第２干渉計の計測光路に温度制御された気体を吹き出す第１送風手段と、前記第２干渉計の計測光路に対して温度制御された気体を吹き出す第２送風手段と、を備え、前記第１送風手段は第１方向に沿う向きに前記気体を吹き出し、前記第２送風手段は第２方向に対して斜め向きで、かつ、前記第１送風手段から吹き出される前記気体の上流側から下流側に向けて前記気体を吹き出すことを特徴とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｘ方向用干渉計およびＹ方向用干渉計の計測光路における温度分布の変動を低減し、装置の小型化に有利なステージ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】半導体露光装置の構成を示す上面図である。
【図２】半導体露光装置の構成を示す側面図である。
【図３】計測光路が最も長い位置に移動体が移動した場合における、送風装置からの気体の流れを示す図である。
【図４】計測光路が最も短い位置に移動体が移動した場合における、送風装置からの気体の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、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、重複する説明を省略する。
【００１２】
［実施形態］
図１、図２は、本実施形態のステージ装置を適用した半導体露光装置の概略を示す図である。図１は、図２の矢印Ａから見た上面図である。
【００１３】
半導体露光装置は、不図示のレチクルを介した光を用いて、レチクルに形成されたパターンをウエハ４上（基板上）に投影する投影光学系２１（転写ユニット）を有する。また、ウエハ４上の所望の位置にパターンを転写すべく、ウエハ（対象物）を互いに直交するＸ方向（第１方向）及びＹ方向（第２方向）に位置決めするためのステージ装置１を備える。
【００１４】
ステージ装置１は、ステージ定盤３（ベース部材）と、ウエハを搭載し、ステージ定盤３の上面に沿ってＸ方向及びＹ方向に移動可能な移動体２と、移動体２を駆動するＸリニアモータ５、Ｙリニアモータ６と、を備える。また、Ｘリニアモータ５、Ｙリニアモータ６とともに、不図示のガイドが併設されている。このような構成で、２つのＸリニアモータ５の駆動により、Ｙリニアモータ６と移動体２が一体でＸ方向に移動し、Ｙリニアモータ６の駆動により、移動体２がＹ方向に移動する。
【００１５】
さらに、ステージ装置１は、移動体２の位置を計測するＸ軸用レーザ干渉計（以下、Ｘ干渉計と称する）７、Ｙ軸用レーザ干渉計（以下、Ｙ干渉計と称する）８を備える。不図示の光源からの光は、Ｘ干渉計７に導かれ、Ｘ干渉計７内のビームスプリッタによりＸ干渉計７内の固定鏡（不図示）に向かう参照光と移動体２に設けられた反射面１１に向かう計測光とに分離される。移動体に向けて照射されたＸ方向に沿う計測光は反射面１１で反射され、反射面１１で反射された計測光は、Ｘ干渉計７内のビームスプリッタ内で、所定の距離を導光された参照光と干渉する。Ｘ干渉計７は、この干渉光の状態を検出することで、移動体２のＸ方向の位置（変位）を計測する。Ｙ干渉計８も、同様に、移動体２に設けられた反射面１２で反射された光を用いて、移動体２のＹ方向の位置（変位）を計測する。図において、各干渉計の計測光路１３、１４が示されている。
【００１６】
Ｘ干渉計７、Ｙ干渉計８の計測結果は、ケーブル等の信号線を介して、不図示の制御部に入力される。制御部は、移動体２の目標位置情報と、入力された計測結果とにもとづくフィードバック制御を行い、Ｘリニアモータ５、Ｙリニアモータ６に供給する電流信号を出力する。このように制御部が移動体２の移動を制御することによって、移動体２が所望の位置に位置決めされる。
【００１７】
投影光学系２１とＸ干渉計７、Ｙ干渉計８は、本体構造体２０に支持される。本体構造体２０は、床面からエアマウント（不図示）および支柱（不図示）を介して支持されている。本体構造体２０には、さらに、アライメントスコープ２２が支持される。アライメントスコープ２２は、ウエハ４に形成されたマークを検出する。アライメントスコープ２２の検出結果とＸ干渉計７、Ｙ干渉計８の出力を用いることで、ウエハ４に形成された既成パターンの位置を検出し、当該既成パターンに対して重ね合わせて新たなパターンを転写することができる。
【００１８】
干渉計は、計測光路の環境変化（例えば、気体の温度、圧力）に起因する揺らぎによって計測誤差を生じやすい。そのため、本実施形態では、ステージ装置１は、温度制御された気体を吹き出す送風装置（送風手段）９、１０を備える。送風装置９、１０は、除塵用フィルタ（例えばＵＬＰＡフィルタ）と、除塵用フィルタを介した気体を吹き出す吹き出し口と、を有する。吹き出し口の上流に防塵用フィルタを設けても、吹き出し口に除塵用フィルタを設けてもよい。
【００１９】
送風装置９は、Ｘ干渉計７の後方から、ステージ定盤３上の空間全体に向けて気体を吹き出す。いいかえると、Ｘ干渉計７の計測光路１３だけでなく、Ｙ干渉計８の計測光路１４に気体を吹き出す。このため、送風装置９の吹き出し口の長手方向（Ｙ方向）における幅は、移動体２のＹ方向における幅よりも大きい。好適には、送風装置９の吹き出し口の幅Ｂｙは、移動体２のＹ方向における移動領域の幅をＳｙとした場合に、以下の条件を満たす。
０．７Ｓｙ  ≦  Ｂｙ
【００２０】
また、送風装置９は、ステージ定盤３の上面および本体構造体２０の下面に対して実質的に平行に気体を吹き出す。
【００２１】
送風装置１０は、Ｙ干渉計８の計測光路１４に対して局所的に、温度制御された気体を吹き出す。送風装置１０は、送風装置１０の吹き出し口の長手方向（斜め方向）の幅は、送風装置９の吹き出し口の長手方向の幅よりも小さい。好適には、送風装置１０の吹き出し口の幅Ｂ２は、以下の条件を満たす。
Ｂ２  ≦  （１／２）×Ｂｙ
【００２２】
また、送風装置１０は、Ｙ方向に対して斜め向きで、かつ、送風装置９から吹き出される気体の上流側から下流側（図１における左から右）に向けて気体を吹き出すように構成される。送風装置１０が吹き出す気体の方向は、Ｙ方向に対して２０〜７０度（反時計まわり）の角度をなすことが好ましい。なお、上述のＢｙ、Ｂ２は、後述する吹き出し口が分割されている場合や、複数の吹き出し口を並列配置している場合には、それらを足し合わせた幅とする。
【００２３】
送風装置９によりステージ定盤３上の空間全体にＸ方向に沿う大きな気体の流れを形成している。これにより、空間全体における温度分布を低減することができ、さらに、塵埃濃度を低減することが可能となる。ステージ定盤３上の空間には、移動体２、投影光学系２１、アライメントスコープ２２など様々な構造物が配置される。送風装置９からの気体は、これらの構造物にぶつかり、構造物との間の熱交換により温度変動しながら、Ｙ干渉計８の計測光路に流入する。本実施形態によれば、送風装置１０によりＹ干渉計８の計測光路に対して局所的に、温調された気体を吹き出しているため、Ｙ干渉計８の計測光路の温度分布の変動を低減することが可能となる。ここで、送風装置１０は、送風装置９から吹き出される気体の上流側から下流側に向けて斜めに気体を吹き出すため、Ｘ干渉計７の計測光路１３における気体の流れや温度分布に与える影響を小さくすることができる。例えば、送風装置１０に代えてＹ方向に平行な気体を吹き出す送風装置を設けた場合、送風装置９からのＸ方向に平行な気体と、Ｙ方向に平行な気体とがぶつかり、気体の流れや温度分布の乱れが大きくなってしまうため好ましくない。
【００２４】
送風装置９、１０から吹き出される気体の流量は、気体制御部１５により制御される。気体制御部１５は、送風装置９が吹き出す気体の流量が、送風装置１０が吹き出す気体の流量よりも大きくなるように、送風装置９および送風装置１０による気体の吹き出しを制御する。好適には、送風装置１０から吹き出される気体の流量は、送風装置９から吹き出される気体の流量の５０％以下である。これにより、さらにＸ干渉計７の計測光路１３における気体の流れや温度分布に与える影響を小さくすることができる。
【００２５】
図３、図４は、送風装置９、１０からの気体の流れを示す図である。図３は計測光路１３，１４が最も長くなる位置に移動体が移動した状態であり、図４は計測光路１３，１４が最も短くなる位置に移動体が移動した状態である。送風装置１０からの気体は、送風装置９からの気体の上流側から下流側に向けて吹き出され、送風装置９からの気体の流れによって、もしくは、移動体２にぶつかることによって、送風装置９からの気体の上流側から下流側に向かって流れる。
【００２６】
本実施形態では、移動体２の移動領域のＸ向の幅Ｓｘは、Ｙ方向の幅Ｓｙよりも大きい。本実施形態の送風装置９はＸ方向に沿って気体を吹き出す構成により、（Ｙ方向に沿って気体を吹き出す構成に比べて）小さい吹き出し口の幅で、ステージ定盤３上の空間全体に気体の流れを形成することができる。なお、本実施形態では、投影光学系２１とアライメントスコープ２２とが並列する方向がＸ方向であり、この並列する方向に沿って気体を吹き出すことが好ましい。
【００２７】
送風装置１０は、Ｘ方向に対して斜めに吹き出すとともに、ステージ定盤３の上面に対して斜めに吹き出してもよい。送風装置１０は、計測光路１４の大部分に温度制御された気体を流せる構成であれば、鉛直上方に吹き上げる向き、鉛直下方に吹き下ろす向きであってもよい。この向きは、熱外乱となる構造物の配置に応じて決定すればよい。例えば、鉛直下方に吹き下ろす構成であれば、リニアモータ５からの発熱による気体の温度変動を低減することができる。
【００２８】
また、送風装置９、１０が吹き出す気体の向きは、送風装置９、１０の配置角度、あるいは吹き出し口の角度（向いている向き）によって決まる。また送風装置９、１０がルーバー等の風向き調整板を有する場合には、この調整板の角度によって決まる。
【００２９】
送風装置９、１０から吹き出す気体の温度は、独立に制御されることが好ましい。また、送風装置９は、吹き出し口を複数の部分的な吹き出し口に分割して、各々の部分的な吹き出し口の気体の温度を、独立に制御してもよい。これにより温度分布を低減することができる。また、温度センサを設けて、温度センサの出力にもとづいて気体の温度を制御してもよい。
【００３０】
本実施形態では、半導体露光装置を例に説明したが、これに限られない。例えば、液晶露光装置、インプリント装置、荷電粒子線描画装置、など、種々のリソグラフィ装置において適用可能である。また、干渉計を用いて対象物を位置決めするステージ装置を備える装置であれば、リソグラフィ装置に限られない。例えば、工作機器や検査装置などにおいても適用可能である。
【００３１】
つぎに、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。デバイスの製造方法は、前述したリソグラフィ装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）にパターンを転写（形成）するステップを含む。さらに、パターンを転写された前記基板をエッチングするステップ（加工ステップ）を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、エッチングステップの代わりに、パターンを転写された基板を加工する他の加工ステップを含みうる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ステージ装置
２  移動体
３  ステージ定盤
４  ウエハ
５  Ｙリニアモータ
６  Ｘリニアモータ
７  Ｙ干渉計
８  Ｘ干渉計
９  送風装置
１０  送風装置
１１  反射面
１２  反射面
１３  Ｘ計測光路
１４  Ｙ計測光路
２１  投影光学系
２２  アライメントスコープ
【図１】
2015056432.tif 000003
【図２】
2015056432.tif 000004
【図３】
2015056432.tif 000005
【図４】
2015056432.tif 000006