(57)【要約】【課題】電子ビーム露光装置に適するように高真空中で使用でき、高精度且つ非磁性のステージ装置を低コストで実現する。【解決手段】静圧軸受１０に軸支される可動ガイド３を略１Ｅ−３Ω・ｃｍ以上の体積抵抗を有する導電性材料で構成することにより、電子ビーム露光装置の電子レンズからの漏れ磁場によって発生する渦電流によるビームの振れ、２次電子によるチャージアップの影響によるビームの振れを十分小さくする。【選択図】      図２
2004349576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を保持するホルダが搭載され、当該ホルダを所定面内で移動させるステージと、
前記ステージを前記所定面内で移動させる可動部と当該可動部を軸支する軸支部との間に所定圧力の流体を送り込むことにより当該可動部を中立浮上させて軸支する少なくとも１つの静圧軸受部とを有し、所定雰囲気中に設置されるステージ装置であって、
前記可動部及び軸支部を導電性材料で構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記導電性材料は導電性を有するセラミック材であ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】
前記導電性を有するセラミック材は炭化珪素であることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記導電性を有するセラミック材は導電性を持つように配合されたアルミナであることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記導電性を有するセラミック材は多孔性の炭化珪素にシリコンを含浸させた複合材料であることを特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記導電性材料は少なくとも略１０−３Ω・ｃｍより大きい値の体積抵抗率を有する材料であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記導電性材料は非磁性体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項８】
物体を保持するホルダが搭載され、当該ホルダを所定面内で移動させるステージと、
前記ステージを前記所定面内で移動させる可動部と当該可動部を軸支する軸支部との間に所定圧力の流体を送り込むことにより当該可動部を中立浮上させて軸支する少なくとも１つの静圧軸受部とを有し、所定雰囲気中に設置されるステージ装置であって、
前記可動部を導電性を有するセラミック材で構成し、前記軸支部を非導電性の材料上に非磁性かつ導電性を有する材料をコーティングして構成したことを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
前記コーティングはメッキであることを特徴とする請求項８に記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記コーティングはＰＶＤあるいはＣＶＤにより成膜された層であることを特徴とする請求項８に記載のステージ装置。
【請求項１１】
可動部と当該可動部を軸支する軸支部との間に所定圧力の流体を送り込むことにより当該可動部を中立浮上させて軸支する静圧軸受装置であって、
前記可動部及び軸支部を導電性材料で構成したことを特徴とする静圧軸受装置。
【請求項１２】
可動部と当該可動部を軸支する軸支部との間に所定圧力の流体を送り込むことにより当該可動部を中立浮上させて軸支する静圧軸受装置であって、
前記可動部を導電性を有するセラミック材で構成し、前記軸支部を非導電性の材料上に非磁性かつ導電性を有する材料をコーティングして構成したことを特徴とする静圧軸受装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のステージ装置を用いて、前記物体を前記所定面内の所定位置に位置決めする位置決め方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のステージ装置を用いて、原版と基板とを相対的に走査して当該原版上のパターンを基板上に露光する露光装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の露光装置を用いて半導体デバイスを製造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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス製造に用いられる半導体露光装置、電子線描画装置、精密計測器等において、非大気雰囲気（真空中等）でステージの高速移動や精密な位置決めを行う、あるいは高精度にスキャン移動する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のステージ装置として、例えば、特許文献１のように、真空中等でステージを案内するために使用される静圧軸受の真空度を上げる目的で、軸受材料の表面荒さを改善するためにＴｉＮ，ＴｉＣ等のコーティング層を設けて鏡面状に研磨したものがある。また、電子線描画装置に使用する目的で非磁性かつ電気的な絶縁性を有するコーティング層を設けていた。更には、特許文献２のように、試料を載置する試料ホルダ及び試料ホルダを載置した載物台を半導電性の材料で構成したものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５３１４０号公報
【特許文献２】
特公平７−５８６６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の構成では、以下のような欠点があった。すなわち、
（１）軸受の可動ガイドに表面処理を施すため工程が増加し、コストアップになる。従来は可動ガイドのみの仕上げ加工で済んでいたものが、表面処理をすることにより可動ガイド加工→表面処理→表面処理面の仕上げ加工と工程が増加する。
（２）軸受への供給エアーが事故や停電等により停止すると、可動ガイドの表面処理面と軸受部の軸受面が接触し、可動ガイド表面の損傷につながり軸受特性、真空度を劣化させる。
（３）熱膨張係数が異なる材料を表面にコーティングすることにより温度変化等が発生すると剥離するおそれがある。
（４）可動ガイドと表面処理面との間に気泡等があると、真空中でその部分が膨らみ可動ガイドが破損する虞がある。
（５）特に、電子線描画装置等では材料に非磁性体を用いると同時に荷電によるビームの揺らぎを防ぐためにある程度高抵抗の材料を用いる必要がある。絶縁体では荷電による揺らぎが発生し、抵抗値が低いと渦電流により荷電ビームが揺らいでしまう。光源から離れることにより影響は少なくなるが、高精度になるにつれてステージが移動することによる影響が無視できなくなってきている。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その第１の目的は、製造工程を簡略化してコストアップを防止し、高真空中で使用しても信頼性を維持することである。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は、可動ガイドや軸受部の強度を高めると共に、セラミック材で構成することによって表面硬度を十分高めて接触時のダメージを少なくすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するための、本発明の各態様を以下に列挙する。
【０００８】
［態様１］
物体を保持するホルダが搭載され、当該ホルダを所定面内で移動させるステージと、前記ステージを前記所定面内で移動させる可動部と当該可動部を軸支する軸支部との間に所定圧力の流体を送り込むことにより当該可動部を中立浮上させて軸支する少なくとも１つの静圧軸受部とを有し、所定雰囲気中に設置されるステージ装置であって、前記可動部及び軸支部を導電性材料で構成した。
【０００９】
［態様２］
上記態様１において、前記導電性材料は導電性を有するセラミック材である。
【００１０】
［態様３］
上記態様２において、前記導電性を有するセラミック材は炭化珪素である。
【００１１】
［態様４］
上記態様２において、前記導電性を有するセラミック材は導電性を持つように配合されたアルミナである。
【００１２】
［態様５］
上記態様２において、前記導電性を有するセラミック材は多孔性の炭化珪素にシリコンを含浸させた複合材料である。
【００１３】
［態様６］
上記態様１から５のいずれかにおいて、前記導電性材料は少なくとも略１０−３Ω・ｃｍより大きい値の体積抵抗率を有する材料である。
【００１４】
［態様７］
上記態様１から６のいずれかにおいて、前記導電性材料は非磁性体である。
【００１５】
［態様８］
物体を保持するホルダが搭載され、当該ホルダを所定面内で移動させるステージと、前記ステージを前記所定面内で移動させる可動部と当該可動部を軸支する軸支部との間に所定圧力の流体を送り込むことにより当該可動部を中立浮上させて軸支する少なくとも１つの静圧軸受部とを有し、所定雰囲気中に設置されるステージ装置であって、前記可動部を導電性を有するセラミック材で構成し、前記軸支部を非導電性の材料上に非磁性かつ導電性を有する材料をコーティングして構成した。
【００１６】
［態様９］
上記態様８において、前記コーティングはメッキである。
【００１７】
［態様１０］
上記態様８において、前記コーティングはＰＶＤあるいはＣＶＤにより成膜された層である。
【００１８】
［態様１１］
可動部と当該可動部を軸支する軸支部との間に所定圧力の流体を送り込むことにより当該可動部を中立浮上させて軸支する静圧軸受装置であって、前記可動部及び軸支部を導電性材料で構成した。
【００１９】
［態様１２］
可動部と当該可動部を軸支する軸支部との間に所定圧力の流体を送り込むことにより当該可動部を中立浮上させて軸支する静圧軸受装置であって、前記可動部を導電性を有するセラミック材で構成し、前記軸支部を非導電性の材料上に非磁性かつ導電性を有する材料をコーティングして構成した。
【００２０】
［態様１３］
上記態様１から１０のいずれかのステージ装置を用いて、前記物体を前記所定面内の所定位置に位置決めすることを特徴とする位置決め方法。
【００２１】
［態様１４］
上記態様１から１０のいずれかのステージ装置を用いて、原版と基板とを相対的に走査して当該原版上のパターンを基板上に露光することを特徴とする露光装置。
【００２２】
［態様１５］
上記態様１４に記載の露光装置を用いて半導体デバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【００２３】
上述した態様によれば、電子線描画装置等の高真空中で使用するステージを移動可能に支持する静圧軸受の材料（可動部及び軸支部）に導電性材料を使用することによりメッキ等の工程を省略し、信頼性を上げることができる。
【００２４】
また、上記導電性材料にセラミック材（炭化珪素、導電性を持つように配合されたアルミナ、あるいは多孔性の炭化珪素にシリコンを含浸させた複合材料）を使用することにより、可動部及び軸支部の強度を保持すると共に、セラミック材で構成することにより表面硬度が十分高く接触時の案内のダメージを少なくすることができる。
【００２５】
また、導電性材料の体積抵抗値を略１Ｅ−３Ω・ｃｍ以上とすることにより、渦電流、荷電の影響によるビームずれを小さくすることができる。
【００２６】
また、導電性材料を非磁性体にすることにより、電子線描画装置等に最適な静圧軸受を提供することができる。
【００２７】
また、上述した態様によれば、電子線描画装置等の高真空中で使用するステージを移動可能に支持する静圧軸受の精度・剛性を必要とする可動部に導電性材料を用い、仕上げ加工を必要としない他の部材に導線性材料をコーティングして用いることにより材料コストや製造コストを低減することができる。
【００２８】
また、コーティングにメッキ（例えばカニゼンメッキ、アルミ等の溶射）を用いることでコストダウンを実現している。
【００２９】
また、ＣＶＤあるいはＰＶＤにより、例えばＴｉＣ、ＴｉＮ等の材料を表面にコーティングすることによりコストダウンを実現している。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
［ステージ装置］
図１は本発明に係る第１の実施形態のステージ装置の斜視図であり、図２は図１のステージ装置における静圧軸受部の概略構成を示す断面図である。
【００３２】
図１及び図２において、１は基準面を示す定盤、１０は静圧軸受、２（２ｌ〜２ｎ）は気体回収ポケット、３は導電性材料で構成された可動ガイド、４は同じく導電性材料あるいは導電性の材料で構成され、あるいは当該材料で表面を覆われた軸受保持材料、５は試料ホルダ、６は試料搭載機構、７はＸＹステージである。
【００３３】
上記構成において、不図示の試料（例えば、半導体ウエハ）を搭載した試料ホルダ５は試料搭載機構６上に設置され、さらにＸＹステージ７によりＸＹ平面内を並進移動される。ステージ装置は真空雰囲気等での使用が想定されており、静圧軸受１０は、外部の気体供給源（不図示）から気体（或いはそれに類する流体）が供給されることにより可動ガイド３との間に所定圧力の気体を送り込むことにより当該可動ガイド３を中立浮上させて軸支する。静圧軸受１０から噴出した気体は気体回収ポケット２（２１〜２ｎ）より真空容器外に接続された真空ポンプ（不図示）により回収される。
【００３４】
上記構成において、可動ガイド３を略１Ｅ−３Ω・ｃｍ以上の体積抵抗を有する材料（例えば、導電性を持たせたセラミック材料等）で構成することにより、例えば電子ビーム露光装置に適用した場合に、電子レンズからの漏れ磁場によって発生する渦電流によるビームの振れ、２次電子によるチャージアップの影響によるビームの振れを十分小さくすることが可能である。
【００３５】
また、上記構成において、全ての材料を導電性を持たせたセラミック材料（例えば緻密質の炭化珪素、導電性を付加したアルミナ、多孔性の炭化珪素にシリコンを含浸させた材料等）を使用しても良いし、また静圧軸受の可動ガイドのように精度，剛性が必要な部分にのみ上記導電性のセラミック材料を使用し、他の部材にはメッキ（例えばカニゼンメッキ、アルミ材料の溶射等）を用いても良いし、ＰＶＤあるいはＣＶＤによりＴｉＮ、ＴｉＣ等の材料をコーティングしてもよい。静圧軸受の可動ガイドの材料以外は仕上げ加工が不要であり、メッキあるいはコーティング面を追加工する必要はない。
【００３６】
［露光装置］
図３は本実施形態のステージ装置を用いた電子ビーム露光装置の概略図である。
【００３７】
同図において、上記実施形態のステージ装置は、原版としてのレチクルと基板としての半導体ウエハとを相対的に走査して位置決めし、当該原版上のパターンを基板上に露光する電子ビーム露光装置に搭載されている。
【００３８】
ステージ定盤１は、ダンパ１０９３により、床から除振されている。ダンパ１０９３は、受動的でも能動的でもよい。ダンパ１０９３は、例えば、エアばね等を有し、能動的なダンパの場合は、さらにアクチュエータを有する。ＸＹステージ７はレーザ干渉計１０９４によりその位置が計測され、この位置計測結果に基づいてＸＹ平面内の所定の位置に位置決めされる。
【００３９】
１０９５は、電子ビーム露光装置の電子光学系である。電子光学系１０９５は、電子ビーム照射装置と電子レンズとを有する。電子光学系１０９５は、鏡筒定盤１０９６に支持されている。鏡筒定盤１０９６は、ダンパ１０９３に支持され、床から除振されている。鏡筒定盤１０９６を支持するダンパ１０９３も、上述のダンパと同様、受動的でも能動的でもよい。ＸＹステージ７の位置を計測する上記のレーザ干渉計１０９４は、鏡筒定盤１０９６に設けられている。これにより、ＸＹステージ７は、鏡筒定盤１０９６を基準として、すなわち、電子光学系１０９５を基準として、位置決めされる。
【００４０】
１０９７は、所定の領域を密閉するチャンバーである。ここで、所定の領域については、後述の説明から明らかになる。１０９８は、密閉性を保持し、物体間の相対変位を許容するベローズである。ベローズ１０９８は、チャンバー１０９７と電子光学系１０９５との間、チャンバー１０９７と鏡筒定盤１０９６との間、およびチャンバー１０９７とステージ定盤１との間に設けられている。これにより、チャンバー内の雰囲気Ａは外部から遮断されて密閉されている。１０９９は、真空ポンプである。真空ポンプ１０９９が作動し、チャンバー内の雰囲気Ａにある気体が排出され、真空雰囲気となる。ここで、真空雰囲気とは、厳密な真空までをも要求するものではなく、高い減圧雰囲気であれば良いことは、上述した通りである。
【００４１】
真空ポンプ１０９９によってチャンバー１０９７内の雰囲気Ａが真空雰囲気になると、チャンバー１０９７の内外で圧力差が生じるため、チャンバー１０９７が変形する。一方、チャンバー１０９７と電子光学系１０９５との間にはベローズ１０９８が設けられており、ベローズ１０９８は、チャンバー１０９７内の密閉を保持しつつ両者の相対変位を許容している。これにより、チャンバー１０９７の変形の影響が電子光学系１０９５に伝わるのを軽減している。同様に、チャンバー１０９７と鏡筒定盤１０９６との間もベローズ１０９８が設けられており、チャンバー１０９７の変形の影響が鏡筒定盤１０９６に伝わるのを軽減し、電子光学系にチャンバーの変形の影響を与えないようにしている。
【００４２】
上記露光装置の構成により、ステージ装置周辺の雰囲気は、真空雰囲気となる。そして、ステージ装置に搭載されている静圧軸受付近の周りも真空雰囲気となる。静圧軸受の周囲が真空雰囲気の場合、静圧軸受に用いる流体を雰囲気中に漏洩するのを防ぐ必要がある。本実施形態の電子ビーム露光装置は、ステージ装置として上記実施形態で説明したステージ装置を用いているので、静圧軸受からの気体が真空雰囲気中に漏れ出るのを軽減することができる。
【００４３】
［デバイス製造方法］
次に、上述した電子ビーム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。
【００４４】
図４は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップＳ２（露光制御データ作成）では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。一方、ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップＳ６（検査）ではステップＳ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップＳ７）される。
【００４５】
図５は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＳ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では上記説明した露光装置によって回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップＳ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００４６】
本実施形態の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば、電子ビーム露光装置に適するように高真空中で使用でき、高精度且つ非磁性のステージ装置を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のステージ装置の斜視図である。
【図２】図１のステージ装置における静圧軸受部の概略構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態のステージ装置を用いた電子ビーム露光装置の概略図である。
【図４】微小デバイスの製造フローを説明する図である。
【図５】ウエハプロセスを説明する図である。
【符号の説明】
１  定盤
１０  静圧軸受
２（２１〜２ｎ）  気体回収ポケット
３  可動ガイド
４  軸受保持材料
５  試料ホルダ
６  試料搭載機構
７  ＸＹステージ
【図１】
2004349576.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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