JP4745556B2 - 位置決め装置、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空雰囲気内で対象物の位置決めを行なう位置決め装置に関し、原版上のパターンを基板に転写するための露光装置や該露光装置を用いるデバイス製造方法等に適している。
【０００２】
【従来の技術】
高精度な位置決めを達成するためには、位置決め装置は、位置決め対象物の振動の絶縁性を高める必要がある。そこで、外部との振動の絶縁性を高めるため、位置決め対象物は、非常に弱いバネ要素で支持し、ローレンツ力で駆動する。これは、弱いバネ要素を用いることで、バネ性をほぼ無視できるようにし、ローレンツ力を利用することで、位置決め対象物に対して、固定子と可動子との間の振動の伝達を遮断し、外部との振動の絶縁を図るためである。なお、バネ要素を有する自重支持手段としては、例えばメカニカルバネや永久磁石や電磁石等を利用したものが考えられ、ローレンツ力を利用した駆動手段としては、リニアモータ等が考えられる。そして、位置決め対象物の振動の絶縁性を高めようとすると、位置決め対象は、外部からの物理的な接触がほとんど無くなる構成となり、場合によっては非接触状態となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
熱の出入りは、▲１▼熱伝導、▲２▼対流、▲３▼輻射によって行なわれるが、真空雰囲気の場合、対流による熱の出入りは望めない。また、上述のように位置決め対象の振動の絶縁性を高めようとすると、位置決め対象物は、外部からの物理的な接触がほとんど無くなる構成となるので、熱伝導量は、非常に限られた量となる。
【０００４】
つまり、真空雰囲気において、位置決め対象物の振動の絶縁性を高めようとすると、この位置決め対象物の熱量が、熱伝導や対流によって他に放出されないので、位置決め対象物に熱量が蓄積されてしまう。このような場合、流入熱量[W] が例え小さくても、熱が外部に非常に逃げにくいため、徐々に熱量[J] が蓄積されて、部材の温度は次第に上昇していくことになる。
【０００５】
特に、露光装置の場合、露光に伴い基板及びその付随部材には露光熱やチャック発熱（静電チャックを用いた場合）などの熱量が流入する。熱量が蓄積されると、基板等の温度が上昇することになる。
【０００６】
部材の温度上昇は、一般に精密機械の嫌うところであり、例えば露光装置では位置決め対象物となる基板の熱変形による露光精度の悪化、基板を保持する天板の熱変形に基づく計測基準の変化による位置決め精度の悪化など、様々な悪影響を及ぼす。
【０００７】
一方、冷媒用配管を位置決め対象物に這わして、冷媒による熱回収を行うことも考えられるが、これは、冷媒用配管を通して外部の振動を位置決め対象物に伝えてしまう振動伝達要素、もしくは、配管内を冷媒が流れることによる振動や、駆動時にその配管が変形することによる力外乱誘発などの振動発生源になってしまうため、位置決め装置の本来の目的（位置決め対象物の振動絶縁）から好ましくない。また、温度測定を行う場合も温度センサを位置決め対象物に直接貼り付ければ、冷媒用配管と同様に、センサ引き出し線が振動特性を悪化させる要因となっている。
【０００８】
そのため、如何に振動特性（振動絶縁性）、つまりは位置決め特性を確保しつつ、真空雰囲気内の装置に流入する熱量を回収して位置決め対象物の温度上昇を防ぐかが課題となっていた。
【０００９】
本発明は、真空雰囲気における外部との振動絶縁性が高く、振動特性を保ちながら、しかも位置決め対象物の温度制御を可能とする位置決め装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の位置決め装置は、真空雰囲気内で対象物の位置決めを行なう位置決め装置であって、移動可能なステージに連結された第１の構造体と、前記ステージとともに移動し、前記対象物を搭載する第２の構造体と、前記第１の構造体に対して前記第２の構造体を非接触で支持する支持装置と、前記第１の構造体に対して前記第２の構造体を非接触で相対的に移動させる駆動装置と、前記第１の構造体に設けられ、前記第２の構造体との間で輻射を利用して熱交換を行う輻射板と、該輻射板の温度を調整する温度調整手段とを備え、該温度調整手段は、前記第２の構造体または前記対象物の温度を制御するように、前記輻射板の温度を調整することを特徴とする。
【００１３】
本発明では、前記位置決め機構はローレンツ力及び磁気力のいずれかを利用した機構とすることができる。また、前記自重支持手段は、前記第２の構造体を前記第１の構造体に対して振動的に絶縁された状態で支持する支持装置とすることができ、前記第２の構造体を非接触で支持する支持装置として構成されることが望ましく、前記第２の構造体をメカニカルバネで支持する支持装置であってもよく、磁気力及びローレンツ力のいずれかを利用することが可能である。前記非接触熱コントローラは、輻射を利用したコントローラであってもよく、レーザ冷却を利用したコントローラであってもよい。
【００１４】
また、位置決め対象物の温度測定は、放射温度計を温度計測部に用いて非接触にて行い、振動特性の悪化を防ぐようにすることができる。輻射を温度制御に用いる場合、装置内で積極的に温度制御を行いたい部分は放射率の高い材料で構成し、また、輻射による熱の移動が生じて欲しくない部分、もしくは積極的に温度制御を行わない部分は放射率の低い材料で構成することが望ましい。また、前記温度制御対象は基板及び光学系ミラーのいずれを含んでいてもよく、該温度制御対象を保持する保持部材及び計測基準保持部材の少なくともいずれかを含んでいてもよく、輻射を行う温度制御された輻射板は放射率の高い材料で構成され、温度制御対象に対向させた場所に設置されるのが望ましい。また、輻射板自身は、ペルチェ素子もしくはヒートパイプを用いて温度を制御されており、それらを介して熱移動された熱を雰囲気または周辺構造体の温度と同程度の冷媒で輻射板から回収すると、冷媒配管の温度が周辺に影響しなくて済む。前記輻射板は、複数の領域に分割されており、温度制御対象と輻射板との相対位置に応じて、各領域の輻射量を調整することが望ましい。これらの構成を取ることで、振動絶縁された装置は、振動特性を損ねることなく、アクチュエータなどの発熱体を搭載した精密位置決め装置へ展開することが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る位置決め装置は、露光光を照射する照明光学系と、基板を搭載するステージと、原板に形成されたパターンを該基板に転写する露光動作を制御する主制御装置とを有する露光装置を構成し、温度制御された輻射板を有する装置ユニットとすることも可能である。そして、この精密位置決め装置を露光装置の位置決めに用いることで、真空内露光でも高精度な露光が実現できる。そして、露光装置で本発明を用いた場合、輻射板の温度つまり輻射による伝熱量を、露光動作を制御する中央制御装置の信号に基づいて制御することで、より応答性が高められ、また高精度な温度計測を行わなくても制御が可能となる。
【００１６】
また、本発明は、前記位置決め装置を含む露光装置を用意するステップと、前記原板に形成されたパターンを前記基板に転写するステップとを有するデバイス製造方法にも適用可能であり、露光前に基板にレジストを塗布するステップと、露光後に基板のレジストの現像を行うステップとを更に有していてもよく、上記いずれかの位置決め装置を備える露光装置や、該露光装置を用いるデバイス製造方法または該露光装置を備えるデバイス製造装置にも適用できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係る位置決め装置を示す構成図である。
この位置決め装置１は、第１の構造体としての底板１１０と、この底板１１０に対して相対的に移動可能な第２の構造体としての天板１１１と、底板１１０と天板１１１との間で輻射を利用した熱交換を行なう熱交換部とを有する。この熱交換部は、底板１１０に固定した支持部材２１１上に配置した輻射板２００及び天板１１１の裏面に配置した黒体２０３等を備えて構成されている。本実施形態の場合、位置決め対象物は、基板１１４、静電チャック１１３、及び天板１１１とその付随部分である。静電チャック１１３及び基板１１４は、天板１１１の上に搭載されている。上記天板１１１及び底板１１０はセラミックス製である。これらのいずれか一方のみがセラミックス製であってもよい。温度計測部を構成する温度センサ１１５が、天板１１１上、チャック１１３の側面、及び複数の各輻射板２００の上にそれぞれ配置されている。
【００２１】
また、この位置決め装置１は、真空雰囲気内で、Ｘ方向用の１個（構成次第では２個）、Ｙ方向用の２個、Ｚ方向用３個（不図示）の計６個（２個以外図示）またはそれ以上のリニアモータが用いられる。リニアモータは、位置決め対象物を駆動する駆動装置として、図２に示すように、可動子１０１及び固定子１０２を有し、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向及びＸ，Ｙ，Ｚ各軸周りの６自由度に対して位置決め対象物の微動位置決めのための駆動を行う。位置決めにはローレンツ力を利用することにより、天板１１１等の位置決め対象物は外部との振動絶縁が行われている。また天板と駆動装置（リニアモータ）とは非接触である（図２）。
【００２２】
リニアモータは、固定子１０２側のコイル１１９がジャケットＪによって覆われている。これにより、コイル１１９の発熱熱量はジャケットＪの中を冷却手段１０７から供給される温度管理された冷媒が流れることで、駆動装置外部の冷却手段１０７に回収される。天板１１１は、この熱回収によって、コイル１１９の発熱に起因する熱が空気または部材を伝わり温度上昇するのを避けることができる。冷却手段１０７は冷却量コントローラ１０５によって冷却量が制御される。各リニアモータは、可動磁石型にすることで、発熱するコイル１１９を底板１１０側に設置して、出来るだけ天板１１１側に発熱要素がないように配慮してある。そのため、天板１１１側には磁石１２０が設置された可動子１０１が取り付けられ、底板１１０に固定子１０２が取り付けられている。
【００２３】
また、この位置決め装置１は、天板１１１及びそれに付随する部品（基板１１４を含む）の自重を受けるための支持装置として、自重補償機構を備えている。この自重補償機構は、底板１１０（第１の構造体）に設置された電磁石（不図示）と天板１１１（第２の構造体）に設置された磁石（不図示）との組み合わせによる磁気反発によって、底板１１０から天板１１１を非接触にて支持している。そして、この自重補償機構は、電磁石に対し磁束フィードバックをかけて磁気力を制御することで、バネ要素が非常に小さく、底板１１０の振動が天板１１１に影響を与えない様に設定されている。なお、前述したように、バネ要素としては、永久磁石と電磁石の組み合わせ以外にも、メカニカルなバネを利用しても良い。
【００２４】
また、底板１１０と粗動ステージ（不図示）は剛に連結されている。また、中央の鉄心１２１及びコイル１１９により底板１１０と天板１１１との間の電磁的な継手が構成されている。この電磁的継手は、粗動ステージ（不図示）が加減速する時に、底板１１０から天板１１１へ力を伝達させるように制御される。これにより、この位置決め装置１は、粗動ステージ加減速時に必要な大きな力をこの電磁的継手で補完して、効率の悪いローレンツ力を利用したリニアモータの発熱を最小限に抑えている。
【００２５】
ここで、位置決め対象物である基板１１４及びそれを保持する保持部材としてのチャック１１３や天板１１１等は、底板１１０及び外部（底板を支持する定盤や露光装置を構成する構造体など）との物理的接続がセンサ等の細かい電気配線などのみでなされている。一方、露光動作に伴い露光光Ｌによる基板１１４の発熱や静電チャック１１３からの発熱が生じる。しかし、上記構成のため、周辺の気体・液体への熱伝達や固体を通して熱伝導により移動する熱量は、無視できる程小さい。このため、基板１１４やチャック１１３、天板１１１などの位置決め対象物の部材は次第に温度上昇を招く。これの対策として、本実施形態では、輻射板２００の温度は、必要熱移動量によるが、例えば０〜１０℃のように、低くする。このように、輻射板２００の温度が低いことで、天板１１１などの位置決め対象物の部材の熱は、天板１１１の裏側から輻射板２００を介して底板１１０側への輻射により熱移動する。即ち、本実施例の位置決め装置は、第1の構造体に設けられた輻射板と第２の構造体である天板との間で輻射を利用して熱交換を行う。これにより、基板１１４とチャック１１３及び天板１１１などに流入した熱量は、輻射板２００を介して非接触にて逃がすことができ、これらの部材（天板などの位置決め対象物）の温度上昇は避けることができる。このように、輻射板２００の温度を低く調整することによって天板などの位置決め対象物の温度調整を行う。また、輻射板２００の輻射領域は適当な間隔を保って複数配置されている。これにより、天板１１１内での温度分布に基づく部分的温度差は最小限に抑えることができる。
【００２６】
図３は、輻射板２００を含む熱交換部の周辺の詳細図である。
２００は、底板１１０側に設けられた輻射板であり、天板１１１と対向する表面が黒体となっている。２０１は、ペルチェ素子であり、輻射板２００の裏面に設けられている。２０２は、冷却板であり、ペルチェ素子の排熱側に設けられている。冷却板２０２は、温度調整され配管１０８を通して送られる冷媒との間で熱交換を行う。２１１は、支持部材であって、輻射板２００、ペルチェ素子２０１及び冷却板２０２を底板１１０に固定する。また、２０３は、天板１１１側に設けられ、輻射板２００と対向する黒体である。
【００２７】
黒体２０３は、輻射による熱交換を効率よく行なうため、放射率の高い（０．８〜１程度）材料で形成される。一般に樹脂材料は放射率が高いが、真空雰囲気内での使用を考慮し、本実施形態では特に脱ガスの少ない樹脂を黒体として用いる。脱ガスの少ない樹脂としては、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。黒体２０３は、輻射板２００または天板１１１の表面にこれらの樹脂を貼り付けることによって形成する。ただし、フッ素樹脂やシリコーン樹脂などは、樹脂自身に接着性を持たせて、黒体塗料として表面に塗布し、固めることも可能である。また、黒体２０３は、接着による脱ガスを避けるため、蒸着で表面に樹脂の膜として形成してもよい。さらに、樹脂等の有機物以外の黒体であってもよい。例えば、ガラスや厚い酸化層を持った銅や鋼を黒体として使用することができる。樹脂は、放射率が高い反面、脱ガスが多い。一方、ガラスや厚い酸化層を有する金属は、樹脂と比較して、放射率が低いが、脱ガスが少ない。そのため、黒体に用いる材料は、状況に応じて使い分けるのが良い。なお、輻射板２００を黒体材料そのもので構成してもよい。
【００２８】
配管１０８を通して循環する循環冷媒は、底板１１０側にあるため、位置決め対象物に対しては振動的な悪影響を全く及ぼさない。ここで、ペルチェ素子２０１への通電量は、該温度制御対象（基板１１４、該基板を保持するチャック１１３、及びこれらと温度センサ１１５とを保持する天板１１１）に流入する熱量が過不足なく回収出来るように、調整されている。この通電量の調整は、輻射板２００に設置された温度センサ１１５や温度制御対象に設置された温度センサ１１５の出力、さらに露光光Ｌや位置決め装置など全体を制御する中央制御装置で算出・推定した、温度制御対象（基板１１４、チャック１１３、及び天板１１１）に流入する熱量などを基に、行われる。
【００２９】
また、温度制御対象（基板１１４、チャック１１３、及び天板１１１）に流入する輻射熱量を最小限に抑えるため、発熱源であるコイル１１９を覆うジャケット表面Ｓｕとそれに対向している鉄心１２１及び磁石１２０とその周辺の表面Ｓｕ部分は、放射率が低い０．１以下程度の材料で構成されている。具体的には、これらの表面Ｓｕは、ニッケルメッキを施したり、アルミ箔を貼り付けたりしている。これら表面Ｓｕの金属膜は、磁石や電磁石の磁気回路に影響を少なくするため非磁性の材料を用いて形成されている。さらに、上記金属膜は、ジャケットＪと磁石１２０間に相対運動が生じる場合に、渦電流が発生することによる位置決めへの悪影響を抑制するため、５０μｍ以下程度に薄くしてある。
【００３０】
また、鉄心１２１のように構成部材の放射率が元々低いものである場合、その表面は研磨するなどでさらに放射率を低く出来る。これらの構成をとることにより、コイル１１９で発生した熱が輻射によって温度制御対象（基板１１４、チャック１１３、及び天板１１１）側に伝わるのを最小限に抑えることが可能となる。さらに、コイル１１９などの発熱部分以外との熱移動も最小限に抑え、温度制御対象（１１４，１１３，１１１）の熱の出入りは輻射板２００を通してのみに限定するため、温度制御対象（１１４，１１３，１１１）の表面全体は、金属膜を施すなど、可能な限り全て放射率の低いものによって構成すればさらによい。外部への熱の流入出を抑えることで、特に光学系などの温度管理の厳しい部品などへの影響が最小限に抑えられる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る位置決め装置の例を図４に示す。この位置決め装置２は、基板１１４及び必要に応じて保持部材としてのチャック１１３及び天板１１１の熱を外部構造体２１５から支持された輻射板２００を介して回収する形態である。基本的な位置決め機構は第１の実施形態と同様であり、熱交換部を構成する輻射板２００等の設置形態が異なるものである。この形態は、露光熱及びチャック熱を直接受ける基板１１４から直接熱を回収することが出来るため、基板１１４のより高精度な温度制御が可能となる。輻射板２００及びその構成部材は、露光光Ｌの光軸上に、露光光通過穴２０４を開けてあり、露光光Ｌを遮らない構成になっている。また、放射温度計による温度センサ１１５が輻射板２００の一部に設置されている。これは、温度センサ１１５を位置決め対象物（基板１１４、チャック１１３及び天板１１１）上に設置することに基づいて振動特性が悪化するのを避けるために、非接触で位置決め対象物（１１４，１１３，１１１）の温度を測定できるようにするためである。
【００３２】
また、輻射板２００は、位置決め対象物より大きく構成し、かつ適当な領域に分割されており、輻射板２００と基板１１４との相対位置関係に応じて適当な領域の輻射板２００のみ輻射効果が期待できる温度に設定し、それ以外の領域の輻射板２００は他への影響を与えない程度の温度（例えば室温）に設定される。このようにすることにより、基板１１４が位置決め装置２により平面方向に移動しても的確に基板１１４及びチャック１１３や天板１１１から輻射による熱移動が行われ、またその他の部材に輻射の影響を与えない。図５（１）及び図５（２）で示す例の場合、輻射板２００は、６×６の分割領域に分けられて、それぞれの輻射板２００の分割領域に対してペルチェ素子２０１が設置されており、また全ての領域に共通の冷却板２０２が設けられている。これにより、各領域における温度は、独立に自由に変えることが出来る。そのため、例えば基板１１４のみに対して冷却を行いたい場合、基板１１４と対向する領域の輻射板２００のみ温度を下げて、非対向領域の輻射板２００の温度は室温程度に設定することで、露光動作によって基板１１４と輻射板２００との相対位置が変わった場合にも、的確に基板１１４の温度を制御出来る。また、これにより、基板１１４以外の輻射板２００と対向している定盤２０６や、粗動用アクチュエータ２０５に隣接する粗動ガイド２０７などの部材に対して、輻射による温度変化を防ぐことが可能となる。
【００３３】
＜第３の実施形態＞
図６は第３の実施形態に係る位置決め装置を示す図である。本実施形態に係る位置決め装置３は、熱交換部に、天板１１１の裏面に対向する輻射板２００と、チャック１１３の裏面に対向する輻射板３００とを備えている。基板１１４（ウエハ及びマスクのどちらでもよい）に流入した熱量及びチャック１１３で発生した熱量は、輻射板３００を介して熱回収する。そして、天板１１１上のセンサ等から発生した微少の熱量は、輻射板２００によって回収する。これらの輻射板２００及び輻射板３００によって、位置決め対象物（基板１１４、静電チャック１１３、及び天板１１１とその付随部分）の温度上昇が抑えられている。また、輻射板２００に対向する黒体２０３、及びこれと同様に、輻射板３００に対向するチャック１１３の部分の裏面にも黒体３０３が施されている。輻射板２００，３００は、対応するそれぞれの支持部材２１１で支持された冷却板２０２，３０２上のペルチェ素子２０１，３０１のその上に配置されている。本実施形態では、チャック１１３が第２の構造体を構成している。その他底板１１０、コイル１１９及び磁石１２０等については、第１の実施形態の場合と基本的に同様なので、重複説明は省略する。
【００３４】
この位置決め装置３では、天板１１１の一部に穴Ｈを開けている。天板１１１の剛性などの観点から天板１１１に穴Ｈを開けられない場合は、天板１１１は少なくとも一部を赤外線が透過する材料で構成するようにしてもよい。
【００３５】
＜第４の実施形態＞
図７に第４の実施形態に係る位置決め装置を示す。図７において、図１の実施形態と同一要素または対応する要素には同一の符号が付けてある。この位置決め装置４は、非接触熱コントローラにレーザ冷却を用いたものであって温度調節機構を構成するレーザ冷却装置２０８を備えている。一般に、発振波長可変レーザを用いて原子の共鳴吸収域の低周波側を照射すると、対象物体の原子運動に対してうち消し合う振動を与えることになるため冷却効果が期待でき、また高周波側を照射すると逆に原子運動を促進するため、加熱効果が期待できることが知られている。詳細な原理等は日本物理学会誌ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．７，１９８８等の文献に説明を譲る。この技術を用いることで、照射対象の構成物質に合わせた冷却レーザ光を照射することで対象を冷却することが出来る。本実施形態の位置決め装置４では、この性質を用いて基板１１４にレーザ光軸ＡＸを傾けて適当なレーザ発振をするレーザ冷却装置２０８から発する冷却レーザ光を照射することで、露光動作に伴う発熱による温度上昇を抑えている。特に、基板１１４の中でも露光光Ｌの照射している部分またはその周辺に冷却レーザ光を照射することで、発熱による温度上昇を速やかに抑え、周辺に与える影響を抑制することを可能としている。
【００３６】
＜半導体生産システムの実施形態＞
次に、本発明に係る位置決め装置を備える露光装置を用いた半導体デバイス（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）の生産システムの例を説明する。これは半導体製造工場に設置された製造装置のトラブル対応や定期メンテナンス、あるいはソフトウェア提供などの保守サービスを、製造工場外のコンピュータネットワークを利用して行うものである。
【００３７】
図８は全体システムをある角度から切り出して表現したものである。図中、１１０１は半導体デバイスの製造装置を提供するベンダ（装置供給メーカ）の事業所である。製造装置の実例としては、半導体製造工場で使用する各種プロセス用の半導体製造装置、例えば、前工程用機器（露光装置、レジスト処理装置、エッチング装置等のリソグラフィ装置、熱処理装置、成膜装置、平坦化装置等）や後工程用機器（組立て装置、検査装置等）を想定している。事業所１１０１内には、製造装置の保守データベースを提供するホスト管理システム１１０８、複数の操作端末コンピュータ１１１０、これらを結んでイントラネット等を構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１０９を備える。ホスト管理システム１１０８は、ＬＡＮ１１０９を事業所の外部ネットワークであるインターネット１１０５に接続するためのゲートウェイと、外部からのアクセスを制限するセキュリティ機能を備える。
【００３８】
一方、１１０２〜１１０４は、製造装置のユーザとしての半導体製造メーカの製造工場である。製造工場１１０２〜１１０４は、互いに異なるメーカに属する工場であっても良いし、同一のメーカに属する工場（例えば、前工程用の工場、後工程用の工場等）であっても良い。各工場１１０２〜１１０４内には、夫々、複数の製造装置１１０６と、それらを結んでイントラネット等を構築するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１１１と、各製造装置１１０６の稼動状況を監視する監視装置としてホスト管理システム１１０７とが設けられている。各工場１１０２〜１１０４に設けられたホスト管理システム１１０７は、各工場内のＬＡＮ１１１１を工場の外部ネットワークであるインターネット１１０５に接続するためのゲートウェイを備える。これにより各工場のＬＡＮ１１１１からインターネット１１０５を介してベンダ１１０１側のホスト管理システム１１０８にアクセスが可能となり、ホスト管理システム１１０８のセキュリティ機能によって限られたユーザだけにアクセスが許可となっている。具体的には、インターネット１１０５を介して、各製造装置１１０６の稼動状況を示すステータス情報（例えば、トラブルが発生した製造装置の症状）を工場側からベンダ側に通知する他、その通知に対応する応答情報（例えば、トラブルに対する対処方法を指示する情報、対処用のソフトウェアやデータ）や、最新のソフトウェア、ヘルプ情報などの保守情報をベンダ側から受け取ることができる。各工場１１０２〜１１０４とベンダ１１０１との間のデータ通信および各工場内のＬＡＮ１１１１でのデータ通信には、インターネットで一般的に使用されている通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）が使用される。なお、工場外の外部ネットワークとしてインターネットを利用する代わりに、第三者からのアクセスができずにセキュリティの高い専用線ネットワーク（ＩＳＤＮなど）を利用することもできる。また、ホスト管理システムはベンダが提供するものに限らずユーザがデータベースを構築して外部ネットワーク上に置き、ユーザの複数の工場から該データベースへのアクセスを許可するようにしてもよい。
【００３９】
さて、図９は本実施形態の全体システムを図８とは別の角度から切り出して表現した概念図である。先の例ではそれぞれが製造装置を備えた複数のユーザ工場と、該製造装置のベンダの管理システムとを外部ネットワークで接続して、該外部ネットワークを介して各工場の生産管理や少なくとも１台の製造装置の情報をデータ通信するものであった。これに対し本例は、複数のベンダの製造装置を備えた工場と、該複数の製造装置のそれぞれのベンダの管理システムとを工場外の外部ネットワークで接続して、各製造装置の保守情報をデータ通信するものである。図中、１２０１は製造装置ユーザ（半導体デバイス製造メーカ）の製造工場であり、工場の製造ラインには各種プロセスを行う製造装置、ここでは例として露光装置１２０２、レジスト処理装置１２０３、成膜処理装置１２０４が導入されている。なお図９では製造工場１２０１は１つだけ描いているが、実際は複数の工場が同様にネットワーク化されている。工場内の各装置はＬＡＮ１２０６で接続されてイントラネットを構成し、ホスト管理システム１２０５で製造ラインの稼動管理がされている。
【００４０】
一方、露光装置メーカ１２１０、レジスト処理装置メーカ１２２０、成膜装置メーカ１２３０などベンダ（装置供給メーカ）の各事業所には、それぞれ供給した機器の遠隔保守を行うためのホスト管理システム１２１１，１２２１，１２３１を備え、これらは上述したように保守データベースと外部ネットワークのゲートウェイを備える。ユーザの製造工場内の各装置を管理するホスト管理システム１２０５と、各装置のベンダの管理システム１２１１，１２２１，１２３１とは、外部ネットワーク１２００であるインターネットもしくは専用線ネットワークによって接続されている。このシステムにおいて、製造ラインの一連の製造機器の中のどれかにトラブルが起きると、製造ラインの稼動が休止してしまうが、トラブルが起きた機器のベンダからインターネット１２００を介した遠隔保守を受けることで迅速な対応が可能であり、製造ラインの休止を最小限に抑えることができる。
【００４１】
半導体製造工場に設置された各製造装置はそれぞれ、ディスプレイと、ネットワークインタフェースと、記憶装置にストアされたネットワークアクセス用ソフトウェアならびに装置動作用のソフトウェアを実行するコンピュータを備える。記憶装置としては内蔵メモリやハードディスク、あるいはネットワークファイルサーバーなどである。上記ネットワークアクセス用ソフトウェアは、専用又は汎用のウェブブラウザを含み、例えば図１０に一例を示す様な画面のユーザインタフェースをディスプレイ上に提供する。各工場で製造装置を管理するオペレータは、画面を参照しながら、製造装置の機種１４０１、シリアルナンバー１４０２、トラブルの件名１４０３、発生日１４０４、緊急度１４０５、症状１４０６、対処法１４０７、経過１４０８等の情報を画面上の入力項目に入力する。入力された情報はインターネットを介して保守データベースに送信され、その結果の適切な保守情報が保守データベースから返信されディスプレイ上に提示される。またウェブブラウザが提供するユーザインタフェースはさらに図示のごとくハイパーリンク機能１４１０〜１４１２を実現し、オペレータは各項目の更に詳細な情報にアクセスしたり、ベンダが提供するソフトウェアライブラリから製造装置に使用する最新バージョンのソフトウェアを引出したり、工場のオペレータの参考に供する操作ガイド（ヘルプ情報）を引出したりすることができる。ここで、保守データベースが提供する保守情報には、上記説明した本発明に関する情報も含まれ、また前記ソフトウェアライブラリは本発明を実現するための最新のソフトウェアも提供する。
【００４２】
次に上記説明した生産システムを利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１１は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す。ステップ１（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２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（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４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、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５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４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）等の組立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５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、これを出荷（ステップ７）する。前工程と後工程はそれぞれ専用の別の工場で行い、これらの工場毎に上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされる。また前工程工場と後工程工場との間でも、インターネットまたは専用線ネットワークを介して生産管理や装置保守のための情報がデータ通信される。
【００４３】
図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（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１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（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１９（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、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。各工程で使用する製造機器は上記説明した遠隔保守システムによって保守がなされているので、トラブルを未然に防ぐと共に、もしトラブルが発生しても迅速な復旧が可能であり、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係る位置決め装置によれば、振動絶縁の特性を悪化させることなく位置決め対象物の温度制御を可能に出来る。位置決め装置の自重補償を磁気力やローレンツ力などを利用すれば非接触で行なうことができ、振動絶縁特性をさらに向上することが出来る。また、非接触熱コントローラとしては、輻射やレーザ冷却を用いることで容易に達成することが出来る。さらに、輻射板及び輻射温度制御が作用する部分を、放射率の高い表面状態にすれば、輻射温度制御の効率が上がる。また、逆に輻射温度制御の作用しない部分を、なるべく放射率の低い表面状態にすれば、輻射板温度の影響を抑制し、かつ予測しがたいお互いの熱移動がなくなり温度制御性が向上する。
【００４５】
本発明は、基板やそれに付随する部材に対してだけでなく、精密な位置決めを必要とする光学系、特にミラー等に関しても有効である。
【００４６】
輻射板は温度制御対象に対向させると、輻射効率が向上する。また、輻射板はペルチェ素子やヒートパイプで温度制御し、その排熱側は冷媒で回収することにより、効率の良い熱回収が行える。また、その冷媒を雰囲気温度と同等レベルにすることで、冷媒温度が他の部材への悪影響を与えることを抑制できる。
【００４７】
また、位置決め対象物が大きく移動する場合、輻射板の領域を分けて、位置決め対象と輻射板との相対位置関係に応じて、それぞれの領域で独立に輻射量制御が出来るようにすることで、的確に位置決め対象だけに輻射温度制御をすることが可能となり、また位置決め対象以外への影響をなくすことが可能となる。
【００４８】
上述の位置決め装置を用いて露光装置を構成すれば、従来以上の露光性能を得ることが可能となる。また、輻射板の輻射量を露光動作を制御する中央制御装置の信号に基づいて調整することで、より応答性の高い高精度な温度制御が可能となる。
【００４９】
また、本発明に係るデバイス製造方法または装置によれば、低コストで高精度なデバイスを安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る位置決め装置の要部を示す構成図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係る位置決め装置における位置決め駆動を行うリニアモータの詳細図である。
【図３】 図２の輻射部分に関する詳細図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態に係る位置決め装置の要部を示す構成図である。
【図５】 図４の実施形態を粗動ステージと組み合わせた場合の輻射板の構成を示す図であって、（１）が平面図、（２）が立面図である。
【図６】 本発明の第３の実施形態に係る位置決め装置の要部を示す構成図である。
【図７】 本発明の第４の実施形態に係る位置決め装置にレーザ冷却を用いた場合の構成図である。
【図８】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの生産システムをある角度から見た概念図である。
【図９】 本発明に係る装置を用いた半導体デバイスの生産システムを別の角度から見た概念図である。
【図１０】 ユーザインタフェースの具体例である。
【図１１】 デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【図１２】 ウエハプロセスを説明する図である。
【符号の説明】
１，２，３，４：位置決め装置、１０１：可動子、１０２：固定子、１０５：冷却量コントローラ、１０７：冷却手段、１０８：冷媒用配管、１１０：底板（第１の構造体）、１１１：天板（第２の構造体）、１１３：チャック、１１４：基板、１１５：温度センサ、１１９：コイル、１２０：磁石、１２１：鉄心、２００：輻射板、２０１：ペルチェ素子、２０２：冷却板、２０３：黒体、２０４：露光光通過穴、２０５：粗動用アクチュエータ、２０６：定盤、２０７：ガイド、２０８：レーザ冷却装置、２１１：支持部材、３００：輻射板、３０１：ペルチェ素子、３０２：冷却板、３０３：黒体。

Claims (14)

1. 真空雰囲気内で対象物の位置決めを行なう位置決め装置であって、
   移動可能なステージに連結された第１の構造体と、
   前記ステージとともに移動し、前記対象物を搭載する第２の構造体と、
   前記第１の構造体に対して前記第２の構造体を非接触で支持する支持装置と、
   前記第１の構造体に対して前記第２の構造体を非接触で相対的に移動させる駆動装置と、
   前記第１の構造体に設けられ、前記第２の構造体との間で輻射を利用して熱交換を行う輻射板と、
   該輻射板の温度を調整する温度調整手段とを備え、
   該温度調整手段は、前記第２の構造体または前記対象物の温度を制御するように、前記輻射板の温度を調整することを特徴とする位置決め装置。
2. 前記第１の構造体と前記第２の構造体のそれぞれに設けられ、互いに対面するように形成される黒体部を有することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
3. 前記第１の構造体と前記第２の構造体のそれぞれに設けられ、互いに対面し、樹脂、ガラス及び酸化層の少なくともいずれかを表面に備えた熱交換部を有することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
4. 前記輻射板が複数の領域に分割配置されていることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
5. 前記輻射板から熱を移動させるためのペルチェ素子及びヒートパイプのいずれかを備えることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
6. 前記輻射板から移動させた熱を、雰囲気温度及び周辺の構造体のどちらかと同じ温度の冷媒で回収することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
7. 前記対象物の温度を計測する温度計測部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の位置決め装置。
8. 前記第１の構造体と前記第２の構造体の少なくとも一方はセラミック製であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の位置決め装置。
9. 前記第２の構造体は、前記対象物を保持するチャック及び該チャックを保持する天板のどちらかであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の位置決め装置。
10. 前記対象物の前記輻射板と対向する部分を放射率の高い材料にて形成することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
11. 前記対象物の前記輻射板と対向する部分を放射率の低い材料にて形成することを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の位置決め装置を備えることを特徴とする露光装置。
13. 露光動作を制御する中央制御装置の信号に基づいて熱の輻射量を調整することを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
14. 請求項１２または１３に記載の露光装置を用いて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。

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