(57)【要約】      （修正有）【課題】可動体の駆動状態にかかわらず可動体を安全に停止させることが可能な位置決め装置を提供する。【解決手段】可動体４を位置決めする位置決め装置であって、可動体４を駆動する駆動部２と、駆動部２に電力を供給する電源３と、制御部１とを備える。制御部１は、可動体４の駆動を停止することを命令する停止命令信号に応答して、駆動部２による可動体４の駆動状態に応じて決定される時間の経過後に電源３から駆動部２への電力供給を遮断させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動体を位置決めする位置決め装置であって、
前記可動体を駆動する駆動部と、
前記駆動部に電力を供給する電源と、
前記可動体の駆動を停止することを命令する停止命令信号に応答して、前記駆動部による前記可動体の駆動状態に応じて決定される時間の経過後に前記電源から前記駆動部への電力供給を遮断させる制御部と、
を備えることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記可動体の位置、速度及び加速度の少なくとも一つの情報を検知するセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記検知された情報に基づいて前記時間を決定す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】
前記停止命令信号は、前記駆動部を停止させることを命令するスイッチの操作に応じて発信されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記駆動部は、ダイナミックブレーキを含み、
前記制御部は、前記電源による電力供給に異常が検知されたことに応じて、前記ダイナミックブレーキを作動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の位置決め装置。
【請求項５】
原版のパターンの像を投影光学系によって基板に投影して前記基板を露光する露光装置であって、前記原版を保持する原版ステージ及び前記基板を保持する基板ステージの少なくともいずれかが請求項１乃至請求項４のいずれか1項に記載の位置決め装置によって位置決めされることを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記露光された基板を現像する工程と、を備え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】
本発明は位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程は、原版上に形成された回路パターンを基板上に露光するリソグラフィ工程を含んでいる。リソグラフィ工程では、原版と基板とをそれぞれ原版ステージと基板ステージとに固定し、それらをリニアモータによって同期させながら駆動させ、露光を行っている。近年、このような露光装置の生産効率及び稼働率を向上させるために装置が大型化され、運転速度が増大されてきた。そのような大型化や速度増大に伴い、露光装置内のステージに対する安全策も複雑になってきている。
【０００３】
従来の露光装置においては、電源遮断スイッチ又は緊急停止スイッチが入れられた際に、電源遮断信号が発信されると同時に装置の電源を遮断している。その際、なお走行中のステージを停止させるために、露光装置中のステージを駆動するために用いられているリニアモータは例えば回生ブレーキにより停止させられる。
【０００４】
特許文献１には、制動機構を作動するための第１段スイッチと電源遮断器を作動するための第２段スイッチとの２段構造となった緊急停止スイッチを備えた露光装置が開示されている。特許文献１記載の露光装置においては、緊急停止スイッチが入れられたと電源遮断器が電源から電気駆動システム及び制動機構に対して供給される電力を遮断する。緊急停止スイッチは、制動機構を作動するための第１段スイッチと電源遮断器を作動するための第２段スイッチとの２段構造となっており、２つのスイッチの作動にはステージの走行を停止させるのに充分な一定のタイムラグを設けている。まず、第１段スイッチの作動により制動機構が電気駆動システムの制動制御を行う。第１段スイッチの作動の一定時間後に第２段スイッチが作動し、電源遮断器によって電源から電気駆動システム及び制動機構に対して供給される電力が遮断される。したがって、ステージの走行を停止させてから、電気駆動システムに対する電力供給が遮断されることになる。
【特許文献１】特開２００１−６０６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、電源遮断スイッチ又は非常停止スイッチが入れられたと同時に装置の電源遮断要求を有効にし、装置本体の電源の遮断を実行している。電源からリニアモータへの電力供給が遮断された後に、回生ブレーキを作動させてリニアモータを停止させるが、ステージの位置、移動速度、移動方向によってはリニアモータの機械的ストッパ等にリニアモータが衝突し、リニアモータが破損してしまう恐れがあった。特に、露光装置の大型化、複雑化に伴い、慣性の大きいステージを高速運転させているため、その危険度が増してきている。
【０００６】
また、特許文献１記載の露光装置では、制動機構の作動時と電源遮断器の作動時との間のタイムラグとして例えば数百ミリ秒の時間を設けている。制動機構の作動時にステージが高速で走行し、電源遮断器の作動時においてステージがなお高速でいる恐れがあった。そのような恐れを避けるために、制動機構による制動条件を変えて一定のタイムラグ内にステージを急減速させることも考えられるが、急減速によってステージに大きな負荷を与え、変形させてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は、可動体の駆動状態にかかわらず可動体を安全に停止させることが可能な位置決め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、可動体を位置決めする位置決め装置であって、可動体を駆動する駆動部と、駆動部に電力を供給する電源と、可動体の駆動を停止することを命令する停止命令信号に応答して、駆動部による可動体の駆動状態に応じて決定される時間の経過後に電源から駆動部への電力供給を遮断させる制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可動体の駆動状態にかかわらず可動体を安全に停止させることが可能な位置決め装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明に係る可動体を位置決めする位置決め装置の概略構成の一例を示す図である。位置決め装置は、可動体４を駆動する駆動部２と、駆動部２に電力を供給する電源３と、電源３から駆動部２への電力供給を遮断させる制御部１とを含む。制御部１は、可動体４の駆動を停止することを命令する停止命令信号１１に応答して、電源３から駆動部２への電力供給を遮断させる。可動体４は、露光装置における原版を保持する原版ステージ又は基板を保持する基板ステージでありうる。停止命令信号１１は、例えば、電源遮断スイッチや非常停止スイッチが操作されることによって発信されうる。以下、電源遮断スイッチ及び非常停止スイッチをまとめて可動体の駆動を停止することを命令する緊急停止スイッチ５と呼ぶこととする。図２は、緊急停止スイッチ５が押されたときにおける電源遮断信号１２と可動体４及び電源３の動作状態を示す図である。
【００１１】
露光装置において、電源３から可動体４を駆動する駆動部２に対して電力が供給されている。可動体４を駆動する際には、駆動部２によって可動体４の位置、速度等が制御される。ここで、駆動部２は、可動体４を駆動するリニアモータ、ドライバ、ドライバ用電源、ダイナミックブレーキ等の制動機構をも含めたものを意味している。
【００１２】
露光装置において、緊急停止スイッチ５が入れられた場合、可動体の駆動を停止することを命令する停止命令信号１１が制御部１へ出力され、駆動部２へシステムリセット信号１３が出力される。ただし、緊急停止スイッチ５が入れられても、制御部１から電源３への電源遮断信号１２は直ちには有効にはならない。
【００１３】
緊急停止スイッチ５が入れられて停止命令信号１１が発信されると、制御部１は、制定時間Ｔｎを可動体の駆動状態を管理する駆動状態信号１４により、緊急停止スイッチ５が押されたときの可動体４の駆動状態に応じて算出し、決定する。制定時間Ｔｎは、制御部１が制定時間Ｔｎを決定してから駆動部２に対する電源３からの電力供給が遮断されるまでの時間である。
【００１４】
可動体４の駆動状態に応じた制定時間Ｔｎの経過後に、電源３への電源遮断信号１２が有効となる。可動体４の位置、速度及び加速度の少なくとも一つの情報がセンサによって検知される。制定時間Ｔｎはセンサによって検知された前記情報に基づいて決定される。制定時間Ｔｎは、例えばダイナミックブレーキによって安全に停止し得る範囲内の所定の速度まで減速されるのに必要な時間であり得る。ダイナミックブレーキを用いる公知文献としては特開２００１−６０６１４号公報が存在する。
【００１５】
緊急停止スイッチ５が入れられた後も制定時間Ｔｎ中、電源３は駆動部２に対して電力を供給し続け、駆動部２は可動体４を制動制御する。制定時間Ｔｎが経過し、可動体が例えば所定の速度以下になった時に、電源３は、制御部１による電源遮断信号１２に応答して駆動部２への電力供給を遮断させる。
【００１６】
電源３が落とされ駆動部２への電力供給が遮断されると、駆動部２に対してダイナミックブレーキが作動し、所定の速度以下の状態にある可動体４は機械的ストッパ等に衝突することなく停止する。
【００１７】
リセットスイッチ６が入れられた場合、緊急停止スイッチ５が入れられた場合と同様に、制定時間Ｔｎ中において電源３から駆動部２への電力供給は維持される。制定時間Ｔｎが経過すると駆動部２中のドライバ電源が遮断されるとともに、駆動部２に対してダイナミックブレーキが作動し可動体４を安全に停止させる。しかし、緊急停止スイッチ５が入れられた場合と異なり、制定時間Ｔｎ経過も電源３から駆動部２への電力供給は遮断されない。
【００１８】
本実施形態において制御部１は、可動体４の駆動状態に応じて制定時間Ｔｎを設定する。その結果、各可動体の動作状況によって、従来技術よりも緩やかに、かつ、安全に止めることが可能となり、例えばリニアモータ可動子のドリフト等を抑制することや、ステージ上の基板等への影響を最小限に抑制することが可能となる。
【００１９】
本実施形態において電源３の電力供給に異常が検知された場合、制御部１は、制定時間Ｔｎを待たずにダイナミックブレーキを作動させ、可動体４を停止させる。
【００２０】
これまで、可動体を単体として説明してきたが、可動体が複数存在する場合でも本発明は適用しうる。
【００２１】
［露光装置の実施形態］
以下、本発明の位置決め装置が適用される例示的な露光装置を説明する。露光装置は図３に示すように、照明装置１０１、原版を搭載した原版ステージ１０２、投影光学系１０３、基板を搭載した基板ステージ１０４とを有する。原版ステージ１０２及び基板ステージ１０４の少なくともいずれかは、上述した位置決め装置によって位置決めされる。露光装置は、原版に形成された回路パターンを基板に投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式又はステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。
【００２２】
照明装置１０１は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザを使用する。レーザは、波長約193nmのArFエキシマレーザ、波長約248nmのKrFエキシマレーザ、波長約153nmのF2エキシマレーザ等を使用することができる。しかし、レーザの種類はエキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、そのレーザの個数も限定されない。光源にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００２３】
照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。投影光学系１０３は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子を少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系、複数のレンズ素子と少なくとも回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。
【００２４】
原版ステージ１０２及び基板ステージ１０４は、たとえばリニアモータによって移動可能である。ステップアンドスキャン投影露光方式の場合には、それぞれのステージは同期して移動する。また、原版のパターンを基板上に位置合わせするために基板ステージ１０４及び原版ステージ１０２の少なくともいずれかに別途アクチュエータを備える。
【００２５】
このような露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用されうる。
【００２６】
［デバイス製造の実施形態］
次に、図４及び図５を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図４は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
【００２７】
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う。ステップＳ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ステップＳ３（基板製造）ではシリコン等の材料を用いて基板を製造する。ステップＳ４（基板プロセス）は前工程と呼ばれ、マスク（原版）と基板を用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用して基板上に実際の回路を形成する。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基板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）等の組み立て工程を含む。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う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップＳ７）される。
【００２８】
図５は、ステップ４の基板プロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）では、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、基板の表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１４（イオン打ち込み）では、基板にイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）では、基板に感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置によってマスク（原版）の回路パターンを基板に露光する。ステップＳ１７（現像）では、露光した基板を現像する。ステップＳ１８（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うことによって基板上に多重に回路パターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る位置決め装置の概略構成の一例を示す図。
【図２】緊急停止スイッチ、電源、可動体の動作状態の関係を示す図。
【図３】露光装置を説明するための図。
【図４】露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャート。
【図５】図４に示すフローチャートのＳステップ４における基板プロセスの詳細なフローチャート。
【符号の説明】
【００３０】
１：制御部、２：駆動部、３：電源、４：可動体、５：緊急停止スイッチ、６：リセットスイッチ、１１：停止命令信号、１２：電源遮断信号、１３：システムリセット信号、１４：駆動状態信号
【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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