JP3555183B2 - Stage device and exposure device - Google Patents
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、位置決め対象物が載置される移動テーブルの移動範囲を制限するためのスイッチ手段を備えたステージ装置に関し、特に、半導体素子等を製造するためのステップ・アンド・スキャン方式の露光装置のレチクルステージ又はウエハステージに適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体素子、又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際に、レチクル(又はフォトマスク等)上に形成されたパターンを、投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上に露光する投影露光装置が使用されている。
【0003】
近年、半導体素子等の1個のチップパターンが大型化する傾向にあるため、レチクル上のより大きな面積のパターンをウエハ上に露光する投影露光装置が求められている。斯かる露光面積の拡大の要求に、レチクルの全面のパターンを一括露光する所謂ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置で応えるものとすると、投影光学系をそのまま大型化する必要があるが、広い露光フィールドの全面で高い結像性能を有する投影光学系は製造コストが高いという不都合がある。
【0004】
そこで、ウエハの各ショット領域を走査開始位置に移動させた後、レチクルを照明した状態で、レチクルを投影光学系の光軸を横切る方向に走査するのと同期して、ウエハを投影光学系の光軸を横切る方向に走査することにより、レチクルのパターンをウエハの各ショット領域に露光する所謂ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置が注目されている。
【0005】
図10は、従来の走査型露光装置の概略構成を示し、この図10において、照明光学系中の図示省略されたオプティカル・インテグレータからの照明光ILが、第1リレーレンズ1を介して視野絞り2を照明する。この視野絞り2のスリット状開口を通過した照明光が、第2リレーレンズ3、光路折り曲げ用のミラー4、及び照明コンデンサーレンズ5を介して、レチクル6上のスリット状の照明領域7を均一な照度で照明する。その視野絞り2の配置面とレチクル6のパターン形成面とは共役であり、視野絞り2に形成された短辺方向の幅dS の矩形開口の投影像が、スリット状の照明領域7となっている。
【0006】
レチクル6の照明領域7内のパターン像が、両側テレセントリック(又は片側テレセントリック)の投影光学系14を介してウエハ17上のスリット状の露光領域18内に結像投影される。ここで、投影光学系14の光軸に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図10の紙面に垂直にX軸を取り、図10の紙面に平行にY軸を取る。Y軸に平行な方向が走査方向である。
【0007】
このとき、レチクル6は、微動ステージ8上に保持され、微動ステージ8は走査ステージ9上にXY平面内で移動自在且つ回転自在に載置され、走査ステージ9は、レチクルベース10上に不図示のリニアモータにより走査方向であるY方向(又は−Y方向)に駆動されるように載置されている。微動ステージ8上の端部に固定された移動鏡11及び外部に設置されたレーザ干渉計12により計測された微動ステージ8の走査方向及び非走査方向の座標が主制御系13に供給されている。主制御系13は、供給された座標に基づいて微動ステージ8の位置、及び走査ステージ9の走査速度等の制御を行う。
【0008】
一方、ウエハ17は、ウエハホルダー19を介してXステージ20上に載置され、Xステージ20は、Yステージ21上に駆動モータ27によりX方向に駆動自在に載置され、Yステージ21は、装置ベース22上に駆動モータ25及び送りねじ26によりY方向に駆動自在に載置されている。Xステージ20上にはウエハ17のZ方向への位置を調整するZステージ、及びウエハ17の傾斜角を調整するレベリングステージ等(不図示)が載置されている。また、Xステージ20上に固定された移動鏡23及び外部に設置されたレーザ干渉計24により計測されたXステージ20の2次元座標が主制御系13に供給され、主制御系12は、供給された座標に基づいて駆動モータ25及び27等の動作を制御する。
【0009】
スキャン露光時には、投影光学系14の投影倍率をβとすると、主制御系12の制御のもとで、レチクル側の走査ステージ9を例えばB1方向に速度VR で走査するのと同期して、ウエハ側のYステージ21をC1方向に速度VW(=β・VR)で走査することにより、レチクル6のパターン像が逐次ウエハ17上に投影露光される。
【0010】
図11はその同期走査の様子を示す斜視図であり、この図11において、斜線を施したスリット状の照明領域7に対してB1方向にレチクル6のパターン領域15を走査するのと同期して、斜線を施した露光領域18に対してC1方向にウエハ17のショット領域16が走査される。これにより、ショット領域16上にレチクル6のパターン領域15内のパターン像が逐次露光される。
【0011】
図12は、図10中のレチクルステージの平面図、図13はそのレチクルステージの側面図であり、図12に示すように、走査ステージ9は、レチクルベース10上のY軸に平行なリニアガイド34A及び34Bに沿ってY方向に移動自在に載置されている。また、固定子33A及び可動子32Aより第1のリニアモータ31Aが構成され、固定子33B及び可動子32Bより第2のリニアモータ31Bが構成されている。そして、固定子33A及び33Bはレチクルベース10上にリニアガイド34A,34Bに平行に固定され、固定子33A及び33Bに沿って走査ステージ9に可動子32A及び32Bが固定されている。これら2つのリニアモータ31A及び31Bにより、レチクルベース10に対して走査ステージ9が+Y方向又は−Y方向に駆動される。
【0012】
また、レチクルベース10上に走査ステージ9を挟むように、リニアガイド34Aに沿ってリミットスイッチとしての1対のマイクロスイッチ36A及び36Bが固定され、これに対応して走査ステージ9に1対の作動板35A及び35Bが取り付けられている。この場合、2つのマイクロスイッチ36A及び36Bが開いた状態でリニアモータ31A及び31Bに対して駆動電力が供給されるようになっている。そして、図13に示すように、走査ステージ9が−Y方向に移動して作動板35Aがマイクロスイッチ36Aに接触してこのマイクロスイッチ36Aが閉じると、リニアモータ31A及び31Bに対する駆動電力が遮断され、走査ステージ9はマイクロスイッチ36Aを閉じた状態で停止する。その後、リニアモータ31A及び31Bに再び駆動電力を供給するためには、手動で走査ステージ9を+Y方向の可動範囲(リニアモータ31A,31Bに駆動電力が供給される範囲)に押し戻して、マイクロスイッチ36Aを開いた状態にする必要があった。
【0013】
同様に、走査ステージ9が+Y方向に移動して作動板35Bがマイクロスイッチ36Bに接触してこのマイクロスイッチ36Bが閉じると、リニアモータ31A及び31Bに対する駆動電力が遮断され、再びリニアモータ31A及び31Bに対して駆動電力を供給するためには、手動で走査ステージ9を−Y方向の可動範囲に押し戻す必要があった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来のレチクルステージでは、マイクロスイッチ36A,36Bにより走査ステージ9の可動範囲が設定され、マイクロスイッチ36A,36Bが閉じた後、再び走査ステージ9をその可動範囲内に戻すためには、走査ステージ9を可動範囲内へ手動で押し戻す必要があった。そのため、例えば露光工程の途中で走査ステージ9が可動範囲を外れた場合には、露光装置が収納されているチャンバーを開けて露光工程を中断してオペレータが手動で走査ステージ9を動かす必要があった。この場合、チャンバーの開閉によって、露光装置内部の温度が変化し、温度が安定するまでの間、露光工程を中断する必要があるため、露光工程のスループット(生産性)が低下するという不都合があった。
【0015】
同様に、走査型露光装置の例えばウエハステージ、又は通常の一括露光型の露光装置(ステッパー等)においても、マイクロスイッチによりステージの可動範囲を制限し、ステージがその可動範囲を外れたときにそのマイクロスイッチにより駆動装置への駆動電力を遮断するような構成を採用している場合には、手動でそのステージを可動範囲内に押し戻す必要があるため、露光工程のスループットが低下するという不都合がある。
【0016】
本発明は斯かる点に鑑み、所定のべースに沿って駆動装置により移動テーブルを移動させると共に、その移動テーブルが所定の許容移動範囲を超えたときにその駆動装置に対する駆動電力を遮断するようなステージ装置において、その移動テーブルがその許容移動範囲を超えてその駆動装置に対する駆動電力が遮断されたときに、その移動テーブルがその許容移動範囲内に自動的に復帰できるようにすることを第1の目的とする。
また、本発明は、上記移動テーブルを有し、露光工程の生産性を低下させることのない露光装置を提供することを第2の目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明によるステージ装置は、位置決め対象物(6,8)が載置される移動テーブル(9)と、この移動テーブルが所定の方向に移動自在に載置されるベース(10)と、このベースに対して移動テーブル(9)をその所定の方向に駆動する電磁駆動装置(31A)と、を有するステージ装置において、ベース(10)に対して移動テーブル(9)がその所定の方向への許容移動範囲を超えたときに電磁駆動装置(31A)への駆動電流回路を遮断するスイッチ手段(50)と、このスイッチ手段が作動するよりも早く移動テーブル(9)をその許容移動範囲側に押し戻すための付勢力を発生する押し戻し手段(46〜48)と、その付勢力に抗して移動テーブル(9)が許容移動範囲を超えて移動した時に、スイッチ手段(50)による駆動電流回路の遮断に対応してエラーの発生を知らせると共に駆動電流の供給を停止し、そのエラーが回復した時点で駆動電流の供給を再開する駆動系とを備えたものである。
【0018】
この場合、その押し戻し手段(46〜48)の付勢力は、移動テーブル(9)とベース(10)との間の摩擦力より大きく、且つ電磁駆動装置(31A)の駆動力より小さいことが望ましい。
また、その押し戻し手段の一例は、弾性部材(47,48)を有するものである。
【0019】
更に、その電磁駆動装置(31A)の一例は、リニアモータである。
また、その押し戻し手段(46〜48)とそのスイッチ手段(50)とを支持するフレーム(44)を設けることが望ましい。
また、本発明による露光装置は、レチクル(6)を載置して移動可能なレチクルステージ(8,9)と、ウエハ(17)を保持して移動可能なウエハステージ(19〜21)とを有する露光装置において、レチクルステージ(8,9)と、ウエハステージ(19〜21)との少なくとも一方に本発明のステージ装置を用いるものである。
【0020】
【作用】
斯かる本発明によれば、移動テーブル(9)が例えば暴走して許容移動範囲を外れてスイッチ手段(50)に近づくと、先ず押し戻し手段(46〜48)が移動テーブル(9)に対して許容移動範囲側への付勢を開始する。更に、移動テーブル(9)が移動すると、スイッチ手段(50)が作動して電磁駆動装置(31A)の動作が停止する。即ち、電磁駆動装置(31A)による移動テーブル(9)に対する駆動力がなくなり、移動テーブル(9)は停止する。
【0021】
この状態でも、押し戻し手段(46〜48)は作動中であり、押し戻し手段(46〜48)は、移動テーブル(9)とベース(10)との間の摩擦力を超える付勢力を有するため、移動テーブル(8)は許容移動範囲側に押し戻される。そして、スイッチ手段(50)は非作動の状態となり、電磁駆動装置(31A)による移動テーブル(9)の駆動が可能となる。但し、スイッチ手段(50)が作動した時点で、例えば電磁駆動装置(31A)の駆動系がエラーシーケンスに移行して、そのエラー処理の終了後に電磁駆動装置(31A)の駆動が行われるようにすることにより、再び移動ステージ(9)がスイッチ手段(50)側に暴走することは防止される。
【0022】
次に、その押し戻し手段が、コイルばね、又はゴム等の弾性部材を有する場合には、特に動力源等を付加することなく、簡単な構成でその弾性部材により付勢力を発生させることができる。
また、その電磁駆動装置が、リニアモータである場合には、スイッチ手段(50)が動作してそのリニアモータへの駆動電力の供給が断たれると、そのリニアモータは全く駆動力がない状態になる。従って、移動テーブル(9)には摩擦力、及び押し戻し手段(46〜48)からの付勢力のみが働いて容易に許容移動範囲側に戻される。
【0023】
【実施例】
以下、本発明によるステージ装置の一実施例につき図1〜図5を参照して説明する。本実施例は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置のレチクルウテージに本発明を適用したものであり、図1及び図2において図10〜図13に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【0024】
図1は本実施例のレチクルステージの平面図であり、この図1において、ベース10上のリニアガイド34A及び34Bに沿ってY方向に摺動自在に走査ステージ9が載置され、走査ステージ9はリニアモータ31A及び31Bによりベース10に対して+Y方向又は−Y方向に駆動される。走査ステージ9の底部には一方のリニアガイド34Aに対向するように摺動部9a(図2参照)が形成され、他方のリニアガイド34Bに対向するように摺動部9b(図5参照)が形成され、リニアガイド34A,34Bと摺動部9a,9bとの間には、ベアリング60(図5参照)が介装されている。
【0025】
走査ステージ9上に微動ステージ8がX方向、Y方向、及び回転方向(θ方向)に微動できるように載置され、微動ステージ8上に原版パターンの形成されたレチクル6が真空吸着等により保持されている。レチクル6の下面のパターン形成領域のスリット状の照明領域7に不図示の照明光学系から露光用の照明光が照射され、走査露光時には照明領域7の短手方向である+Y方向(又は−Y方向)に走査ステージ9を介してレチクル6が所定速度で走査され、必要に応じて微動ステージ8による位置調整が行われる。
【0026】
また、微動ステージ8のY方向の端部にY軸用の移動鏡11Yが固定され、移動鏡11Yに対して外部の2台のレーザ干渉計12YB及び12YAからY軸に平行にレーザビームが照射されている。レーザ干渉計12YB及び12YAの計測値の平均値より微動ステージ8のY座標が求められ、レーザ干渉計12YB及び12YAの計測値の差分より微動ステージ8の回転角が求められる。また、微動ステージ8のX方向の端部にX軸用の移動鏡11Xが固定され、移動鏡11Xに対して外部のレーザ干渉計12XからX軸に平行にレーザビームが照射されている。レーザ干渉計12Xの計測値より微動ステージ8のX座標が求められ、このように計測されたX座標、Y座標、及び回転角に基づいて走査ステージ9のY方向への位置、及び走査速度が制御され、並行して微動ステージ8の位置及び回転角が制御される。
【0027】
次に、走査ステージ9のX方向の側面部に基準プレート42が固定され、ベース10上の基準プレート9が通過する位置に原点センサ43が固定されている。図5は、基準プレート42と原点センサ43との位置関係を示し、この図5において、原点センサ43は、発光部と受光部とよりなり、これら発光部と受光部との間を基準プレート42がY方向に通過する際に、その受光部から原点信号が発生するようになっている。本実施例では、例えばレチクルステージの使用開始時等に、その原点信号を用いてレーザ干渉計12YA,12YBの計測値をリセットする。
【0028】
図1に戻り、走査ステージ9をY方向に挟むように、ベース10上に1対のリミットスイッチユニット41A及び41Bが固定されている。
図2は、図1の正面図であり、この図2に示すように、走査ステージ9が−Y方向又は+Y方向に移動すると、それぞれ走査ステージ9の底部がリミットスイッチユニット41A又は41Bに接触して、後述のようにリニアモータ31A,31Bへの駆動電力が断たれるようになっている。即ち、リミットスイッチユニット41A又は41Bによって走査ステージ9のY方向での許容移動範囲が規定されている。
【0029】
図3は、図1の一方のリミットスイッチユニット41Aの拡大平面図、図4(a)はその拡大正面図であり、これら図3及び図4(a)に示すリミットスイッチユニット41Aにおいて、YZ平面内での断面形状がコの字型のフレーム44内にY方向に平行にリニアガイド45が形成されている。このリニアガイド45に沿って摺動自在に可動子46が載置され、可動子46の両側面の凸部46a及び46bと、フレーム44の+Y方向の側壁44aとの間にそれぞれ引っ張りコイルばね47及び48が装着され、引っ張りコイルばね47及び48により可動子46は側壁44a側に押し付けられている。可動子46が側壁44aに接触している状態での引っ張りコイルばね47及び48の合計の付勢力は、走査ステージ9とベース10との間の摩擦力よりも大きく、且つリニアモータ31A,31Bの平均的な駆動力よりも小さくなるように設定されている。
【0030】
また、可動子46の側面に作動板49が固定され、フレーム44上で作動板49が通過する位置にマイクロスイッチ50が固定されている。マイクロスイッチ50中には2つの回路が並列に配置され、これら2つの回路が個々に図1のリニアモータ31A及び31Bの駆動電流供給用の一方のケーブルの間に接続されている。そして、マイクロスイッチ50は、作動板49に接触して閉じると作動状態となって中の回路が非導通(オフ)にされて、リニアモータ31A及び31Bへの駆動電流の供給が断たれる。また、マイクロスイッチ50は、作動板49が離れて開いているときに非作動状態となって中の回路が導通(オン)されて、リニアモータ31A及び31Bが駆動されるようになっている。また、図1の他方のリミットスイッチユニット41Bは、図3のリミットスイッチユニット41Aと対称な構造となっている。
【0031】
次に、本実施例の動作につき説明する。先ず、図4(a)において、可動子46と他方のリミットスイッチユニット41B(図1参照)の可動子とで挟まれたY方向の領域を許容移動範囲51とする。このとき、例えば図1のリニアモータ31A及び31Bの暴走等により走査ステージ9が矢印52の方向(−Y方向)へ移動して、許容移動範囲51から外れると走査ステージ9は可動子46を押し始める。その後、図4(b)に示すように、走査ステージ9に押されて、可動子46はリニアガイド45に沿って−Y方向へ移動し、やがて可動子46に固定された作動板49がマイクロスイッチ50を閉じる。この状態で、図1のリニアモータ31A,31Bに対する駆動電流の供給が断たれ、走査ステージ9の駆動力がなくなる。この場合、引っ張りコイルばね47,48は走査ステージ9を押し戻すのに十分な+Y方向への付勢力Fを持っているので、可動子46が走査ステージ9を+Y方向へ押し戻し、更にマイクロスイッチ50は開いてリニアモータ31A,31Bへの駆動電流の供給が可能になる。
【0032】
但し、本実施例では、マイクロスイッチ50が閉じて駆動電流が断たれた時点でリニアモータ31A,31Bの不図示の駆動系では、リニアモータ31A,31Bへの駆動電流を例えば0にして、不図示のホストコンピュータ等にエラー発生を知らせる。その後、エラー回復が行われた時点で、リニアモータ31A,31Bへの駆動電流の供給が開始されるため、走査ステージ9は可動子46により許容移動範囲51に戻される。
【0033】
また、例えば暴走等により図1のレーザ干渉計12YA,12YBの計測値が誤っている恐れもあるため、図1においてエラー回復後に、リニアモータ31A.31Bを駆動して走査ステージ9を−Y方向に移動させて、基準プレート42が原点センサ43を横切るようにする。そして、そのときに原点センサ43から得られる原点信号を用いてレーザ干渉計12YA,12YBの計測値をリセットする。これにより、走査ステージ9において常に正確にY座標が計測される。
【0034】
上述のように本実施例によれば、マイクロスイッチ50が閉じてリニアモータ31A,31Bへの駆動電流が断たれた後、押し戻し手段としての可動子46が走査ステージ9を許容移動範囲51内に走査ステージ9を押し戻すため、オペレータが手動で走査ステージ9を押し戻す必要がない。従って、図1のレチクルステージを用いた走査型露光装置の露光工程が長時間中断されることがなく、露光工程のスループットが向上する。
【0035】
次に、図1の左側のリミットスイッチユニット41Aの第1の変形例につき図6及び図7を参照して説明する。図6及び図7において図1〜図5に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図6は、本変形例のリミットスイッチユニットの拡大平面図、図7はその一部を切り欠いた拡大正面図であり、このリミットスイッチユニットにおいて、フレーム44のY方向の側壁44a及び44bにそれぞれ貫通孔44c及び44dが形成され、これら貫通孔44c及び44dにY軸に平行に円柱状の可動子53が挿通され、側壁44a及び44b内の可動子53の表面にストッパー54が固定され、ストッパー54と側壁44bとの間に可動子53を囲むように圧縮コイルばね55が介装されている。従って、走査ステージ9が可動子53から離れている状態で、圧縮コイルばね55の付勢力によりストッパー54は+Y方向に側壁44a側に押し付けられ、可動子53の+Y方向の端部は側壁44aから+Y方向に突き出ている。ストッパー54が側壁44aに接触している状態での圧縮コイルばね55の付勢力は、図1の走査ステージ9とベース10との間の摩擦力よりも大きく、且つリニアモータ31A,31Bの平均的な駆動力よりも小さくなるように設定されている。
【0036】
また、ストッパー54の側面に作動板49が固定され、フレーム44上で作動板49が通過する位置にマイクロスイッチ50が固定されている。マイクロスイッチ50が、作動板49に接触して閉じるとリニアモータ31A及び31Bへの駆動電流の供給が断たれ、作動板49が離れて開いているときにはリニアモータ31A及び31Bが駆動されるようになっている。
【0037】
この変形例において、走査ステージ9が矢印51の方向(−Y方向)へ移動して可動子53を押し始めると、可動子53及びストッパー54は−Y方向へ移動する。その後、ストッパー54に固定された作動板49がマイクロスイッチ50を閉じると、走査ステージ9へのリニアモータ31A,31Bからの駆動力がなくなる。このとき、圧縮コイルばね55は走査ステージ9を押し戻すのに十分な力を持っているので、圧縮コイルばね55はストッパー54及び可動子53を介して走査ステージ9を+Y方向へ押し戻し、更にマイクロスイッチ50は開いてリニアモータ31A,31Bへの駆動電流の供給が可能となる。これ以後の動作は図3及び図4の例と同様である。
【0038】
次に、図1の左側のリミットスイッチユニット41Aの第2の変形例につき図8及び図9を参照して説明する。図8及び図9において図1〜図5に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図8は、本変形例のリミットスイッチユニットの拡大平面図、図9はその拡大正面図であり、このリミットスイッチユニットにおいて、ベース56上の2つの凸部56a及び56b内の貫通孔にY軸に垂直に回転ピン57が挿通され、回転ピン57を軸として可動子58が回転自在に支持されている。また、可動子58の−Y方向側の側面とベース56の−Y方向の上端の凸部56dとの間に引っ張りコイルばね59が張設され、可動子58には引っ張りコイルばね59により時計方向への回転力が付与されている。但し、可動子58の左側面がベース56上の段差部56cに接触して、可動子58はそれ以上時計方向には回転できないように支持されている。可動子58が段差部56cに接触している状態での引っ張りコイルばね59による付勢力は、図1の走査ステージ9とベース10との間の摩擦力よりも大きく、且つリニアモータ31A,31Bの平均的な駆動力よりも小さくなるように設定されている。
【0039】
また、可動子58の右下の斜面58bの回転方向のベース56上にマイクロスイッチ50が固定されている。マイクロスイッチ50が、その斜面58bに接触して閉じると図1のリニアモータ31A及び31Bへの駆動電流の供給が断たれ、斜面58bが離れて開いているときにはリニアモータ31A及び31Bが駆動されるようになっている。
【0040】
この変形例において、走査ステージ9が矢印51の方向(−Y方向)へ移動して可動子58の右側面58aを押し始めると、可動子58は回転ピン57を軸として反時計方向(θ方向)に回転する。その後、可動子58の斜面58bがマイクロスイッチ50を閉じると、走査ステージ9へのリニアモータ31A,31Bからの駆動力がなくなる。このとき、引っ張りコイルばね59は走査ステージ9を押し戻すのに十分な力を持っているので、引っ張りコイルばね59は可動子58を介して走査ステージ9を+Y方向へ押し戻し、更にマイクロスイッチ50は開いてリニアモータ31A,31Bへの駆動電流の供給が可能となる。これ以後の動作は図3及び図4の例と同様である。
【0041】
なお、上述実施例では、例えば図1に示すように、リミットスイッチユニット41Aがベース10上に固定されているが、リミットスイッチユニット41Aを走査ステージ9側に取り付け、これと対向するベース10上の位置に可動子46と接触する部材を取り付けるようにしてもよい。
また、例えば図3の引っ張りコイルばね47,48の代わりにゴム等の弾性部材を使用してもよい。更に、例えば図7において側壁44bに貫通孔を形成することなく、可動子53をゴム等の弾性部材より形成し、この弾性部材で走査ステージ9を押し戻すようにしてもよい。
【0042】
更に、上述実施例では走査ステージ9の駆動装置としてリニアモータ31A,31Bが使用されているが、その駆動装置として、ボイスコイルモータ(VCM)等の他の電磁方式の駆動装置を使用する場合にも本発明は適用できる。但し、特に、リニアモータ又はVCMのように、駆動電力を断ったときに走査ステージ9が自由に移動できるようになる駆動装置が好都合である。
【0043】
また、上述実施例は走査型露光装置のレチクルステージに本発明を適用したものであるが、ウエハステージ側に本発明を適用してもよい。更に、例えば一括露光型の露光装置(ステッパー等)においても、リミットスイッチによりステージの許容移動範囲を規定しているような場合には本発明を適用することにより、自動的にそのステージを許容移動範囲に復帰させることができる。
【0044】
このように、本発明は上述実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば移動テーブルが暴走してスイッチ手段を作動させた場合には、押し戻し手段により自動的に移動テーブルが許容移動範囲に戻り、更にスイッチ手段が非作動の状態に戻る。従って、手動等により移動テーブルを押し戻す必要がなくなる利点がある。
また、本発明の露光装置によれば、これらステージが暴走した場合でもオペレータが介在して露光工程を中断する必要がなくなるため、露光工程のスループット(生産性)が向上する。
【0046】
また、押し戻し手段が、弾性部材を有する場合には、別途駆動モータ等の動力源を備える必要がなく、構成が簡略である。
更に、駆動手段が、リニアモータである場合には、駆動電力を断つことにより移動テーブルが自由に動ける状態となるため、本発明の押し戻し手段により容易に移動テーブルを動かすことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるステージ装置の一実施例としてのレチクルステージを示す平面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図1中のリミットスイッチユニット41Aを示す拡大平面図である。
【図4】(a)は図3の正面図、(b)はマイクロスイッチ50が閉じた状態を示す正面図である。
【図5】図1中の基準プレート42及び原点センサ43の関係を示す要部の拡大図である。
【図6】実施例のリミットスイッチユニット41Aの第1変形例を示す拡大平面図である。
【図7】図6の一部を切り欠いた正面図である。
【図8】実施例のリミットスイッチユニット41Aの第2変形例を示す拡大平面図である。
【図9】図8の正面図である。
【図10】従来の走査型露光装置を示す構成図である。
【図11】走査型露光装置の露光動作を示す斜視図である。
【図12】従来のレチクルステージを示す平面図である。
【図13】図12の正面図である。
【符号の説明】
6 レチクル
7 スリット状の照明領域
8 微動ステージ
9 走査ステージ
10 ベース
12YA,12YB レーザ干渉計
31A,31B リニアモータ
34A,34B リニアガイド
41A,41B リミットスイッチユニット
44 フレーム
46 可動子
47,48,59 引っ張りコイルばね
49 作動板
50 マイクロスイッチ
53 可動子
55 圧縮コイルばね
58 可動子[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a stage device provided with switch means for limiting a moving range of a moving table on which a positioning target is placed, and in particular, a step-and-scan type exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device or the like. It is suitable to be applied to a reticle stage or a wafer stage.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, when a semiconductor element, a liquid crystal display element, or the like is manufactured by using a photolithography technique, a pattern formed on a reticle (or a photomask or the like) is coated with a photoresist through a projection optical system. A projection exposure apparatus for exposing a wafer (or a glass plate or the like) is used.
[0003]
In recent years, since one chip pattern such as a semiconductor element has been increasing in size, a projection exposure apparatus for exposing a pattern having a larger area on a reticle onto a wafer has been required. If the demand for such an increase in the exposure area is satisfied by a so-called step-and-repeat type projection exposure apparatus that collectively exposes the pattern on the entire surface of the reticle, the projection optical system needs to be directly increased in size. A projection optical system having high imaging performance over the entire exposure field has a disadvantage of high manufacturing cost.
[0004]
Then, after moving each shot area of the wafer to the scanning start position, in synchronization with scanning the reticle in a direction transverse to the optical axis of the projection optical system while illuminating the reticle, the wafer is moved to the projection optical system. Attention has been paid to a scanning exposure apparatus such as a so-called step-and-scan method that exposes a reticle pattern to each shot area of a wafer by scanning in a direction crossing the optical axis.
[0005]
FIG. 10 shows a schematic configuration of a conventional scanning type exposure apparatus. In FIG. 10, illumination light IL from an optical integrator (not shown) in the illumination optical system is transmitted through a
[0006]
The pattern image in the
[0007]
At this time, the
[0008]
On the other hand, the
[0009]
At the time of scan exposure, assuming that the projection magnification of the projection
[0010]
FIG. 11 is a perspective view showing a state of the synchronous scanning. In FIG. 11, the
[0011]
FIG. 12 is a plan view of the reticle stage in FIG. 10, and FIG. 13 is a side view of the reticle stage. As shown in FIG. 12, the
[0012]
Further, a pair of
[0013]
Similarly, when the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional reticle stage, the movable range of the
[0015]
Similarly, in a scanning type exposure apparatus such as a wafer stage or a general batch exposure type exposure apparatus (stepper or the like), the movable range of the stage is limited by a microswitch. In the case where a configuration in which the driving power to the driving device is cut off by the microswitch is adopted, it is necessary to manually push the stage back into the movable range, so that there is a disadvantage that the throughput of the exposure process is reduced. .
[0016]
In view of the above, the present invention moves a moving table by a driving device along a predetermined base and cuts off driving power for the driving device when the moving table exceeds a predetermined allowable moving range. In such a stage device, it is preferable that the moving table can be automatically returned to within the allowable moving range when the moving power of the driving device is cut off because the moving table exceeds the allowable moving range.FirstAim.
It is a second object of the present invention to provide an exposure apparatus having the above-mentioned moving table and which does not reduce the productivity of the exposure step.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A stage device according to the present invention includes a moving table (9) on which a positioning object (6, 8) is mounted, a base (10) on which the moving table is movably mounted in a predetermined direction, and a base (10). To move the moving table (9) in the predetermined direction.Electromagnetic drive(31A), when the moving table (9) exceeds the allowable moving range in the predetermined direction with respect to the base (10).Electromagnetic drive(31A)Cut off the drive current circuit toSwitch means (50), and push-back means (46-48) for generating an urging force for pushing the moving table (9) back to its allowable movement range side earlier than the actuation of the switch means;When the moving table (9) moves beyond the allowable movement range against the urging force, the occurrence of an error is notified and the supply of the driving current is stopped in response to the interruption of the driving current circuit by the switch means (50). And a drive system that resumes the supply of drive current when the error is recovered.It is provided with.
[0018]
in this case,ThatThe urging force of the push-back means (46-48) is larger than the frictional force between the moving table (9) and the base (10), andElectromagnetic drive(31A)Driving forceDesirably smaller.
An example of the push-back means has an elastic member (47, 48).
[0019]
Furthermore, theElectromagnetic driveOne example of (31A) is a linear motor.
It is desirable to provide a frame (44) for supporting the push-back means (46-48) and the switch means (50).
Further, the exposure apparatus according to the present invention includes a reticle stage (8, 9) that can move by mounting a reticle (6) and a wafer stage (19 to 21) that can hold and move a wafer (17). In the exposure apparatus, the stage apparatus of the present invention is used for at least one of the reticle stage (8, 9) and the wafer stage (19 to 21).
[0020]
[Action]
According to the present invention, when the moving table (9) runs away from the permissible moving range and approaches the switch means (50), for example, the push-back means (46-48) first moves the moving table (9) against the moving table (9). The bias to the allowable movement range side is started. Further, when the moving table (9) moves, the switch means (50) is activated.Electromagnetic driveThe operation of (31A) stops. That is,Electromagnetic driveThe driving force on the moving table (9) by (31A) disappears, and the moving table (9) stops.
[0021]
Even in this state, the push-back means (46-48) are in operation, and the push-back means (46-48) have an urging force exceeding the frictional force between the moving table (9) and the base (10). The moving table (8) is pushed back to the allowable moving range side. Then, the switch means (50) is in a non-operating state,Electromagnetic driveThe drive of the moving table (9) by (31A) becomes possible. However, when the switch means (50) is activated, for example,Electromagnetic driveThe drive system of (31A) shifts to the error sequence, and after the error processing ends,Electromagnetic driveBy performing the driving of (31A), it is possible to prevent the moving stage (9) from running out of control toward the switch means (50) again.
[0022]
Next, when the push-back means has an elastic member such as a coil spring or rubber, a biasing force can be generated by the elastic member with a simple configuration without adding a power source or the like.
Also,Electromagnetic driveHowever, in the case of a linear motor, when the switch means (50) is operated and the supply of the driving power to the linear motor is cut off, the linear motor has no driving force at all. Therefore, only the frictional force and the urging force from the push-back means (46 to 48) act on the movable table (9), and the movable table (9) is easily returned to the allowable movement range side.
[0023]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of a stage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the present invention is applied to a reticle height of a step-and-scan type projection exposure apparatus. In FIGS. 1 and 2, portions corresponding to FIGS. The detailed description is omitted.
[0024]
FIG. 1 is a plan view of a reticle stage according to the present embodiment. In FIG. 1, a
[0025]
The
[0026]
A moving
[0027]
Next, a
[0028]
Returning to FIG. 1, a pair of
FIG. 2 is a front view of FIG. 1. As shown in FIG. 2, when the
[0029]
FIG. 3 is an enlarged plan view of one of the
[0030]
An
[0031]
Next, the operation of this embodiment will be described. First, in FIG. 4A, an area in the Y direction sandwiched between the
[0032]
However, in this embodiment, when the
[0033]
Further, since there is a possibility that the measured values of the laser interferometers 12YA and 12YB in FIG. 1 may be erroneous due to, for example, runaway or the like, the
[0034]
As described above, according to the present embodiment, after the
[0035]
Next, a first modification of the
FIG. 6 is an enlarged plan view of the limit switch unit of the present modified example, and FIG. 7 is an enlarged front view of the limit switch unit with a part thereof cut away. In this limit switch unit,
[0036]
An
[0037]
In this modification, when the
[0038]
Next, a second modification of the
FIG. 8 is an enlarged plan view of the limit switch unit according to the present modification, and FIG. 9 is an enlarged front view of the limit switch unit. A
[0039]
The
[0040]
In this modification, when the
[0041]
In the above-described embodiment, for example, as shown in FIG. 1, the
Further, for example, an elastic member such as rubber may be used instead of the tension coil springs 47 and 48 in FIG. Further, for example, the
[0042]
Further, in the above-described embodiment, the
[0043]
In the above embodiment, the present invention is applied to the reticle stage of the scanning type exposure apparatus. However, the present invention may be applied to the wafer stage. Further, for example, in a batch exposure type exposure apparatus (stepper or the like), when the allowable movement range of the stage is defined by the limit switch, the stage is automatically moved by applying the present invention. It can be returned to the range.
[0044]
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, for example, when the moving table runs out of control and activates the switch means, the moving table is automatically returned to the allowable movement range by the push-back means, and the switch means returns to the non-operating state. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to push back the moving table manually.
According to the exposure apparatus of the present invention,Even if these stages run away, it is not necessary for the operator to intervene and interrupt the exposure process, thereby improving the throughput (productivity) of the exposure process.
[0046]
When the push-back means has an elastic member, there is no need to separately provide a power source such as a drive motor, and the configuration is simple.
Further, when the driving means is a linear motor, the moving table can be freely moved by cutting off the driving power, so that there is an advantage that the moving table can be easily moved by the push-back means of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a reticle stage as an embodiment of a stage device according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of FIG.
FIG. 3 is an enlarged plan view showing a
4A is a front view of FIG. 3, and FIG. 4B is a front view showing a state in which a
FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a relationship between a
FIG. 6 is an enlarged plan view showing a first modification of the
FIG. 7 is a front view in which a part of FIG. 6 is cut away.
FIG. 8 is an enlarged plan view showing a second modification of the
FIG. 9 is a front view of FIG. 8;
FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional scanning type exposure apparatus.
FIG. 11 is a perspective view showing an exposure operation of the scanning exposure apparatus.
FIG. 12 is a plan view showing a conventional reticle stage.
FIG. 13 is a front view of FIG.
[Explanation of symbols]
6 reticle
7. Slit illumination area
8 Fine movement stage
9 Scanning stage
10 base
12YA, 12YB laser interferometer
31A, 31B linear motor
34A, 34B Linear guide
41A, 41B Limit switch unit
44 frames
46 mover
47, 48, 59 Extension coil spring
49 Working plate
50 micro switch
53 mover
55 Compression coil spring
58 mover
Claims (6)
該移動テーブルが所定の方向に移動自在に載置されるベースと、
該ベースに対して前記移動テーブルを前記所定の方向に駆動する電磁駆動装置と、を有するステージ装置において、
前記ベースに対して前記移動テーブルが前記所定の方向への許容移動範囲を超えて移動した時に前記電磁駆動装置への駆動電流回路を遮断するスイッチ手段と、
前記移動テーブルを前記ベースに対して前記許容移動範囲側に押し戻すための付勢力を、前記スイッチ手段が作動するよりも早く発生する押し戻し手段と、
前記付勢力に抗して前記移動テーブルが前記許容移動範囲を超えて移動した時に、前記スイッチ手段による前記駆動電流回路の遮断に対応してエラーの発生を知らせると共に前記駆動電流の供給を停止し、前記エラーが回復した時点で前記駆動電流の供給を再開する駆動系と、を備えたことを特徴とするステージ装置。A moving table on which the positioning target is placed;
A base on which the moving table is movably mounted in a predetermined direction,
An electromagnetic drive device for driving the moving table in the predetermined direction with respect to the base,
Switch means for interrupting a drive current circuit to the electromagnetic drive device when the moving table has moved beyond the allowable movement range in the predetermined direction with respect to the base;
Pushing-back means for generating an urging force for pushing back the moving table toward the permissible moving range with respect to the base, earlier than the actuation of the switch means;
When the moving table moves beyond the allowable moving range against the urging force, the occurrence of an error is notified and the supply of the driving current is stopped in response to the interruption of the driving current circuit by the switch means. A drive system for restarting the supply of the drive current when the error is recovered .
前記レチクルステージと、前記ウエハステージとの少なくとも一方に請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。In an exposure apparatus having a movable reticle stage on which a reticle is mounted and a movable wafer stage that holds and moves a wafer,
6. An exposure apparatus, wherein the stage device according to claim 1 is used for at least one of the reticle stage and the wafer stage.
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