载置台装置及曝光装置.pdf

本发明的载置台装置，使用平面电动机驱动搭载了对象物的动子，包含(i)具有线圈组的定子单元和(ii)在上述定子单元上移动的动子；上述定子单元(a)具有对上述对象物进行第一处理的第一区域和(b)对上述对象物进行第二处理的第二区域；其中：上述定子单元内的线圈组在第一和第二区域独立地被温度调节。

1.  一种载置台装置，使用平面电动机驱动搭载了对象物的动子，其特征在于：
包含具有线圈组的定子单元和在上述定子单元上移动的动子，
上述定子单元具有：
(a)用于对上述对象物进行第一处理的第一区域和
(b)用于对上述对象物进行第二处理的第二区域，
其中，上述定子单元内的线圈组在第一和第二区域独立地被温度调节。

2.  根据权利要求1所述的载置台装置，其特征在于：
上述定子单元具有包围上述线圈组的冷却套，通过使制冷剂在上述冷却套内流动而冷却上述线圈组。

3.  根据权利要求2所述的载置台装置，其特征在于：
在上述第一区域与上述第二区域中，上述制冷剂流动的方向不同。

4.  根据权利要求2或3所述的载置台装置，其特征在于：
在上述第一区域与上述第二区域中，冷却上述线圈组的冷却量不同。

5.  根据权利要求4所述的载置台装置，其特征在于：
在上述第一区域与上述第二区域中，冷却上述线圈组的制冷剂的流量、温度、介质中的至少一个不同。

6.  根据权利要求1～5中任一项所述的载置台装置，其特征在于：
上述定子单元在上述第一区域和上述第二区域被分割。

7.  根据权利要求1～6中任一项所述的载置台装置，其特征在于：
上述动子由两个动子构成，该两个动子构成为在上述第一区域和上述第二区域使用平面电动机可替换。

8.  根据权利要求1～7中任一项所述的载置台装置，其特征在于：
上述动子在与上述定子单元相对的面具有磁铁组，该磁铁组在与上述定子单元的线圈组之间发生力。

9.  一种曝光装置，使用权利要求1～8中任一项所述的载置台装置对基板进行定位，其特征在于：
上述第一处理为对基板进行曝光的处理，上述第二处理为测量上述基板的位置的处理。

10.  一种曝光装置，具有用于对基板进行曝光的曝光区域和对上述基板的位置进行测量的测量区域，其特征在于：
包含在上述曝光区域对搭载了上述基板的动子进行驱动的第一驱动机构和在上述测量区域驱动上述动子的第二驱动机构；
其中，上述第一驱动机构和上述第二驱动机构独立地被温度调节。

11.  一种器件制造方法，其特征在于：具有使用权利要求9或10所述的曝光装置对基板进行曝光的工序和对上述晶片进行显影的工序。

载置台装置及曝光装置
技术领域
本发明涉及一种载置台装置，特别涉及适合用于独立地构成对准系和曝光系的曝光装置的载置台装置。
背景技术
在日本特开2001-217183号公报中公开了这样的曝光装置的构成，在该构成中，分别独立地构成对准系和曝光系，而且将平面电动机用作定位载置台。图8为示出由日本特开2001-217183号公报公开的曝光装置的载置台装置的图。
图中PL为投影光学系，ALG示出对准光学系。作为基座的定子112具有测量(对准)区域和曝光区域，两个可动载置台(WST1、WST2)可在测量区域和曝光区域独立地移动。因此，属于这样的曝光系统，该曝光系统通过与曝光同时地进行对准测量，从而提高吞吐能力。
平面电动机具有排列于可动载置台(WST1、WST2)背面的图中未示出的磁铁组和按矩阵状排列于定子112内的线圈组98，磁铁组的磁通与在线圈中流动的电流的相互作用产生的洛伦兹力可相对定子112使可动载置台(WST1、WST2)相对移动。
另外，关于平面电动机的线圈冷却构造，图7示出在日本特开2001-175434号公报中公开的构成。平面电动机定子的线圈组具有由定子主体32密闭的构造，在图7中，从88A(88B)流入制冷剂，从92A(92B)排出制冷剂，从而由制冷剂冷却定子内的线圈组。
其中，用于进行对准测量的载置台动作和用于进行曝光的载置台动作一般不同。由于在曝光过程中对曝光对象的所有照射区域进行扫描动作，所以，载置台在某一程度对整个区域均匀移动，但在对准测量中，随要求的精度和测量方法不同，对载置台要求地移动也多种多样。为此，可以预想到，通常配置于曝光区域的线圈组与配置于测量区域的线圈组的通电量也不同，当然线圈组的发热量也不同。
例如，在对准测量中，如采取不测量晶片整体而是仅测量某一代表点的方式，则在对准测量中要求的载置台的移动可比曝光区域少，线圈的通电量和通电时间也比曝光区域的线圈小。因此，测量区域的线圈组的发热量比曝光区域的发热量小，即定子内线圈组的发热在两个区域间产生大的差异。
为此，在如图8所法那样独立地具有曝光区域和测量区域这样两个区域的曝光装置中，对于如图7所示那样将定子内的线圈组全部集中起来进行冷却的构造，可预想到冷却效率不好。通常，对于在图7的制冷剂配管89A(89B)中流动的制冷剂，相对发热大的线圈以达到容许温度或其以下的方式进行流量设定。
为此，在集中冷却定子内的线圈组的构成的场合，如线圈发热的偏差大，则相对发热小的线圈用过度的制冷剂流量进行冷却。结果，整体大量的制冷剂流动的分配产生不易抑制线圈最高温度的问题。
发明内容
本发明的目的在于，在具有不同的处理区域的载置台装置中，以良好的效率冷却搭载了对象物的动子的驱动产生的发热。
为了达到上述目的，本发明的载置台装置使用平面电动机驱动搭载了对象物的动子；其特征在于：上述载置台装置包含具有线圈组的定子单元和在上述定子单元上移动的动子，上述定子单元具有对上述对象物进行第一处理的第一区域和对上述对象物进行第二处理的第二区域，上述定子单元内的线圈组在各区域独立地被温度调节。
按照本发明，在具有不同的处理区域的载置台装置中，可按良好的效率冷却由搭载了对象物的动子的驱动产生的热。
附图说明
图1A、1B为示出实施例1的载置台装置的图。
图2为示出定子单元的详细图。
图3A为奇数层的线圈排列。
图3B为偶数层的线圈排列。
图4为示出曝光装置的图。
图5为示出器件制造方法的图。
图6为示出图5的晶片处理的图。
图7为示出已有例的平面电动机的冷却构成的图。
图8为示出已有例的双载置台的构成的图。
具体实施方式
(实施例1)
图1A、1B示出实施例1的载置台装置。图1A为从铅直方向上方观看载置台装置的图，图1B为从水平方向观看载置台装置的截面图。载置台装置分成曝光区域和测量区域，在曝光区域配置曝光用光学系PL，在测量区域配置对准测量用的测量光学系ALG。
在定子单元3上，两个可动载置台(WST1、WST2)可在各区域进行曝光动作和测量动作。另外，可动载置台WST1和WST2可在测量区域与曝光区域之间相互交替移动(交换)，例如结束了晶片的测量动作的可动载置台WST2与结束了曝光的可动载置台WST1进行区域的交替，可动载置台WST2接着进入曝光动作，可动载置台WST1将曝光完毕的晶片转移到图中未示出的晶片输送系后，获取新的晶片，转移到对准动作。通过形成可这样同时地进行曝光动作和对准等测量动作的系统构成，从而可缩短整体的晶片处理时间，提高处理能力。
可动载置台WST1、WST2在板形的顶板背面配置图中未示出的磁铁组，另外，与可动载置台面对的定子单元3由多层的线圈列构成的线圈组4、5和密闭这些线圈组的冷却套6、7构成。这样，由通过可动载置台的磁铁组与在线圈组通电的电流的相互作用发生的洛伦兹力可使可动载置台WST1、WST2相对定子单元3移动。
另外，在冷却套6、7的内部装入进行了温度管理的纯水和惰性制冷剂等制冷剂，使得可直接冷却线圈。线圈的冷却也可通过在线圈间设置冷却管而进行。
图2为放大定子单元3内的线圈组4、5的部分的图。如上述那样，线圈组在铅直方向具有多层的线圈列。图中，从上数第一层的线圈列11为作用于X轴方向和ωz方向(绕Z轴的回转方向)的驱动的线圈列，通过如图3A那样沿X轴方向排列多个在Y轴方向具有长的直线部分的线圈18而构成。
同样，从上数第二层的线圈列12为作用于Y轴方向和ωz方向的驱动的线圈列，通过如图3B那样沿Y轴方向排列多个在X轴方向具有长的直线部分的线圈19而构成。另外，第三层的线圈列13为作用于Z轴方向和ωy方向(绕Y轴的回转方向)的线圈列，如图3A那样排列，第四层的线圈列14为作用于Z轴方向和ωx方向(绕X轴的回转方向)的线圈列，如图4那样排列。由该4层的线圈列可朝6轴方向驱动可动载置台。
线圈组的配置不限于此，也可为如图8那样以矩阵状排列线圈的构成。进一步说，平面电动机最好在定子单元具有作为发热部分的线圈组。
各线圈列由支承构件10支承在底座定台17，各线圈列之间成为制冷剂流路。即，线圈的表背面可与循环的制冷剂接触地直接冷却。通过这样在包围线圈组的冷却套内使制冷剂循环而冷却，从而迅速地将从线圈发生的发热散去，防止线圈温度的过度上升和定子单元的温度上升。
在这里，冷却套4、5在曝光区域和测量区域分别独立地构成，可相对各区域独立地进行最佳的冷却。当如已有技术那样一起对平面电动机的定子整体进行冷却时，整体的冷却效率差，制冷剂温度调节装置和制冷剂循环装置等大型化，但通过使得可在载置台的移动不同的测量区域和曝光区域独立地进行冷却，从而可在各区域相对载置台的移动进行最佳的冷却(制冷剂流量、温度、制冷剂种类等)，所以，可预见到冷却效率的提高，使与温度调节相关的装置也小型化。
具体地说，在冷却以防止线圈的过热为目的的场合，对应于发热最大的线圈调整冷却量(制冷剂流量、制冷剂温度、制冷剂种类)，为此，当一起冷却测量区域和曝光区域这两个区域时，即使为线圈整体也设定为与发热最大的线圈相应的冷却量。
然而，由于在通常测量区域与曝光区域的载置台的移动差别较大，所以，当然在测量区域与曝光区域的线圈的发热量差异较大。例如，由于曝光区域的载置台的移动激烈，在测量区域的载置台的移动为晶片转移等，当载置台不太移动时，仅曝光区域的线圈组发热较多，测量区域的线圈组基本上不发热。
然而，在一起冷却的构成的场合，使与曝光区域的线圈对应的冷却量流入到冷却套整体，结果在测量区域的线圈组无用地流动过剩的冷却量。这样，例如定子整体的制冷剂流量被浪费，冷却效率(相对制冷剂流量的线圈发热散去率)下降，与温度调节相关的装置变大。
鉴于这些情况，在图1A、1B中成为在测量区域和曝光区域独立地进行冷却的构成。即，在测量区域与曝光区域中载置台的移动方式差别较大，所以，独立地实现冷却的最佳化，从而提高载置台整体的冷却效率。作为冷却的最佳化，例如可列举出在测量区域和曝光区域改变制冷剂流量、温度、制冷剂种类中的至少一个的例子。
另外，如图1A、1B也示出的那样，可改变制冷剂流动的方向。例如，通过在曝光区域和测量区域改变制冷剂流动的方向，可在各区域使制冷剂从最大发热的线圈近旁流入，可进行最佳的冷却。
但是，上述例子的主旨为在测量区域和曝光区域独立地进行冷却的最佳化，当然，对各区域进行最佳化，可能有时使得制冷剂的流动方向相同，制冷剂流量也可能相同，所以，不一定非要改变测量区域和曝光区域的冷却方法(制冷剂流量、温度、制冷剂种类等)。
另外，在图1A、1B中，定子单元3在测量区域和曝光区域分别独立地构成，但定子单元自身可在各区域独立，也可为一体构成，只要冷却套6、7内可独立进行温度调节即可。
下面说明如图1A、1B那样使定子单元3在曝光区域和测量区域独立的背景。
在独立地具有对准系和曝光系的曝光装置的平面电动机中，从定子的制作和维修的观点看也产生问题。即，平面电动机的定子单元的大小根据晶片的大小大体决定最小尺寸，在将12英寸(300mm)晶片为对象的场合，测量区域和曝光区域的可动载置台的必要行程为400mm左右(用于在晶片整体区域移动的距离+载置台的加减速区域等用的距离)。即，如可动载置台(WST1、WST2)的大小为400mm左右，则定子单元最低也可考虑需要大于等于700mm(晶片大小300mm+行程400mm)的大小。
为此，合并了测量区域和曝光区域的定子单元的大小最低也为700mm(图8中X方向)×1400mm(图8中Y方向)。实际上由于种种原因为变得更大的方向。当一体制作该大小的定子单元时，材料的获得很困难，由加工设备的制约受到加工自由度限制的可能性高。可以预想到成本也相应增大。即，还存在独立地具有测量区域和曝光区域使定子尺寸增大带来的制作上的问题。
然而，在如图1A、1B那样形成为在曝光区域和测量区域分割定子单元的单元构成的场合，制作规模也成为一半，在制作定子单元时也可同时制作曝光区域用单元和测量区域用单元，所以，制作准备时间的减少也成为可能。从维修的观点考虑，仅相对存在问题的单元采取对策即可，所以，维修可按小规模进行的场合较多。
另外，在上述的说明中，列举出使用平面电动机的载置台装置的例子，但对于在曝光区域和测量区域分别设置用于驱动载置台的线性电动机的载置台装置，独立地进行各驱动单元的温度调节在冷却效率的观点也有效果。但是，使用平面电动机的载置台装置可由简单的构成独立地进行曝光区域和测量区域的冷却，而且线圈发热量大，所以，效果良好。
图4示出与上述同样的载置台装置为晶片载置台的半导体器件制作用的曝光装置。
该曝光装置用于半导体集成电路等半导体器件、微型机械、薄膜磁头等微细图案形成的器件的制造，通过作为原版的标线片在作为基板的半导体晶片W上通过作为投影系的投影透镜503(该用词为折射透镜、反射透镜、反射折射透镜系统、带电粒子透镜等的总称)照射来自照明系单元501的作为曝光能量的曝光光(该用词为可见光、紫外光、EUV光、X射线、电子射线、带电粒子射线等的总称)，从而在搭于晶片载置台504的基板上形成所期望的图案。另外，这样的曝光装置随着曝光光成为短波长光，从而需要在真空气氛下的曝光。
在搭载于晶片载置台504的夹具上保持作为基板的晶片(对象物)，由照明系单元501将搭载于标线片载置台502的作为原版的标线片的图案通过分步重复或分步扫描进行转印。在这里，上述载置台装置作为这些晶片载置台504使用。
通过这样将上述载置台装置适用于曝光装置，从而可提供降低了运行成本的曝光装置。
下面，说明利用该曝光装置的半导体器件的制造过程。图5为示出半导体器件的整体的制造过程的流程的图。在步骤1(电路设计)中，进行半导体器件的电路设计。在步骤2(掩模制作)中根据设计的电路图案制作掩模。
在步骤3(晶片制造)中使用硅等材料制造晶片。在步骤4(晶片处理)被称为前工序，使用上述掩模和晶片，由上述曝光装置利用光刻技术在晶片上形成实际的电路。接下来的步骤5(组装)被称为后工序，为使用步骤5制作的晶片进行半导体芯片化的工序，包含装配工序(切片、粘接)、封装工序(芯片封入)等组装工序。在步骤6(检测)中，进行由步骤5制作的半导体器件的动作确认试验、耐久性试验等检查。经过这样的工序，半导体器件完成，在步骤7将其出厂。
上述步骤4的晶片处理具有以下的步骤(图6)，即使晶片的表面氧化的氧化步骤，在晶片表面形成绝缘膜的CVD步骤，在晶片上通过蒸镀形成电极的电极形成步骤，将离子注入到晶片的离子注入步骤，在晶片涂覆感光剂的抗蚀剂处理步骤，由上述曝光装置将电路图案转印到抗蚀剂处理步骤后的晶片的曝光步骤，对由曝光步骤曝光后的晶片进行显影的显影步骤，除去由显影步骤进行了显影的抗蚀剂像以外的部分的腐蚀步骤，除去腐蚀完成后不用的抗蚀剂的抗蚀剂剥离步骤。反复进行这些步骤，在晶片上多重地形成电路图案。
通过这样在器件制造工序的一部分使用上述曝光装置，从而可制造廉价的器件。
以上通过优选实施例说明了本发明，应该理解，本发明不限于该公开的实施例。本发明包含属于后附权利要求的精神和范围的各种修改和等同的布置。