特許 7406338 ステージ装置、ステージ装置の調整方法、および物品製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-19

(45)【発行日】2023-12-27

(54)【発明の名称】ステージ装置、ステージ装置の調整方法、および物品製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20231220BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

G03F7/20 521

H01L21/68 N

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019189656

(22)【出願日】2019-10-16

(65)【公開番号】P2021063953

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 彰宏

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 淳生

(72)【発明者】

【氏名】高坂 敦之

【審査官】今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１０６００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７９８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２５５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２９０４８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０－７／２４、９／００－９／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持して移動するステージ装置であって、
ベースと、
前記ベースより上の位置で前記基板を保持する基板保持部と、
前記ベースと前記基板保持部との間に設けられ、前記基板保持部の基板保持面の形状を調整するために前記基板保持面の複数の箇所のそれぞれに対して個別に下方から力を加える複数の調整部と、
前記複数の調整部のそれぞれに対応して設けられ、締結部材を用いて、前記調整部を挟み込む形で前記ベースと前記基板保持部とを締結する複数の締結部と、
を有し、
前記複数の調整部のそれぞれは、
前記基板保持部と接触して移動する可動部と、
前記ベースに配置され前記可動部を支持する固定部と、
前記可動部および前記固定部を貫いて前記ベースと前記基板保持部とを連通する中空部と、
を含み、
前記複数の締結部のそれぞれは、前記ベースと前記基板保持部とを接続する前記締結部材としてのロッドを含み、
前記ロッドは、前記中空部の内部に、前記可動部と同心状に配置される、ことを特徴とするステージ装置。

【請求項2】

前記複数の締結部のそれぞれは、前記ベースと前記基板保持部とを締結している締結状態と、前記ベースと前記基板保持部との締結が解放された解放状態とに切り替え制御可能に構成されてい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】

前記複数の調整部のうちの少なくとも１つの調整部において調整を行う間、前記複数の締結部のうちの前記少なくとも１つの調整部に対応する少なくとも１つの締結部を前記解放状態に切り替え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】

前記複数の締結部のそれぞれは、
前記ベースに設けられ、前記ロッドを引き込むように駆動する駆動部を更に含み、
前記駆動部により前記ロッドを所定の力で引き込むことによって前記締結状態を得ることを特徴とする請求項２または３に記載のステージ装置。

【請求項5】

前記複数の調整部のそれぞれは、前記可動部を駆動するアクチュエータを更に含むことを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。

【請求項6】

前記可動部は、前記基板保持部に前記力を加えた方向とは異なる方向への前記基板保持部の変位を許容するためのチルト機構を含む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】

前記複数の調整部のそれぞれは、前記固定部の上で前記アクチュエータによって水平方向に移動するクサビ部材を更に有し、
前記可動部は、前記クサビ部材の移動に伴って上方向に移動する
ことを特徴とする請求項５に記載のステージ装置。

【請求項8】

前記固定部は、非圧縮性流体を満たす容器を形成しており、
前記複数の調整部のそれぞれは、前記容器に満たされている前記非圧縮性流体の液面をシールするダイヤフラムを更に有し、
前記アクチュエータは、前記容器に非圧縮性流体を送り込むように構成されており、
前記可動部は、前記アクチュエータによって前記容器に非圧縮性流体が送り込まれたことによる前記ダイヤフラムの変形に伴って上方向に移動する
ことを特徴とする請求項５または７に記載のステージ装置。

【請求項9】

前記ベースに対する前記基板保持部の水平方向の位置決めを行う位置決め機構を更に有し、
前記複数の締結部を前記解放状態にした後、前記位置決め機構により前記位置決めを行い、前記位置決めがなされた後、前記複数の締結部を前記締結状態にする
ことを特徴とする請求項２乃至５、７、８のいずれか１項に記載のステージ装置。

【請求項10】

前記複数の調整部のそれぞれと前記複数の締結部のそれぞれを制御する制御部と、
前記基板保持部によって保持された前記基板の平面度を計測する計測部と、を更に有し、
前記基板保持面は複数の領域に分割されており、
前記制御部は、前記計測部の計測結果に基づいて、前記少なくとも１つの締結部を前記解放状態にした後、前記複数の領域のうち隣接する領域の端部の間の段差が小さくなりかつ前記基板保持面が平坦になるように、前記少なくとも１つの調整部を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。

【請求項11】

基板を保持して移動するステージ装置であって、
ベースと、
前記ベースより上の位置で前記基板を保持する基板保持部と、
前記ベースと前記基板保持部との間に設けられ、前記基板保持部の基板保持面の形状を調整するために前記基板保持面の複数の箇所のそれぞれに対して個別に下方から力を加える複数の調整部と、
前記複数の調整部のそれぞれに対応して設けられ、締結部材を用いて、前記調整部を挟み込む形で前記ベースと前記基板保持部とを締結する複数の締結部と、
前記ベースに対する前記基板保持部の水平方向の位置決めを行う位置決め機構と、
を有し、
前記複数の締結部のそれぞれは、前記ベースと前記基板保持部とを締結している締結状態と、前記ベースと前記基板保持部との締結が解放された解放状態とに切り替え制御可能に構成され、
前記複数の締結部を前記解放状態にした後、前記位置決め機構により前記位置決めを行い、前記位置決めがなされた後、前記複数の締結部を前記締結状態にする、
ことを特徴とするステージ装置。

【請求項12】

ベースと、前記ベースより上の位置で基板を保持する基板保持部と、前記ベースと前記基板保持部との間に設けられ、前記基板保持部の基板保持面の形状を調整するために前記基板保持面の複数の箇所のそれぞれに対して個別に下方から力を加える複数の調整部と、前記複数の調整部のそれぞれに対応して設けられ、締結部材を用いて、前記調整部を挟み込む形で前記ベースと前記基板保持部とを締結する複数の締結部と、を有するステージ装置の調整方法であって、
前記複数の調整部のそれぞれは、
前記基板保持部と接触して移動する可動部と、
前記ベースに配置され前記可動部を支持する固定部と、
前記可動部および前記固定部を貫いて前記ベースと前記基板保持部とを連通する中空部と、
を含み、
前記複数の締結部のそれぞれは、前記ベースと前記基板保持部とを接続する前記締結部材としてのロッドを含み、
前記ロッドは、前記中空部の内部に、前記可動部と同心状に配置されており、
前記調整方法は、
前記複数の調整部のうちの少なくとも１つの調整部において調整を行うために、前記複数の締結部のうちの前記少なくとも１つの調整部に対応する少なくとも１つの締結部を、前記ベースと前記基板保持部との締結が解放された解放状態にする工程と、
前記少なくとも１つの締結部が前記解放状態にされた後、前記少なくとも１つの調整部による調整を行う工程と、
前記少なくとも１つの調整部による調整が行われた後、前記少なくとも１つの締結部を、前記ベースと前記基板保持部とを締結する締結状態にする工程と、
を有することを特徴とする調整方法。

【請求項13】

基板を露光する露光装置であって、
前記基板を保持する、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のステージ装置を有することを特徴とする露光装置。

【請求項14】

請求項１３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、
を含み、前記現像された基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステージ装置、ステージ装置の調整方法、および物品製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

フラットパネルディスプレイ等の製造工程であるリソグラフィ工程において、ステップ・アンド・スキャン方式（スキャナー方式）の露光装置が用いられる。スキャナー方式の露光装置は、スリット状の露光領域でのみ露光光を照射しながらフォトマスク（原版）とガラス基板とを走査方向に同期駆動させ、マスクに形成されたパターンを光によって基板上に転写する。フラットパネルディスプレイの高精細化・高性能化に伴い、転写されるパターンの微細化が進んでおり、スキャナー方式の露光装置には、高い解像力を実現することが求められている。

【0003】

解像力を向上させるには、投影光学系の開口率（ＮＡ）を大きくする方法が一般的である。ところが、レイリーの式に従えば、露光装置の解像力は投影光学系の開口率（ＮＡ）に反比例して向上するのに対し、投影光学系の焦点深度（ＤＯＦ）は開口率の２乗に反比例して小さくなる。すなわち、解像力と焦点深度は一般にはトレードオフの関係にある。そのため、高い解像力を持つ投影光学系を使用した露光装置においては焦点深度を確保することが非常に重要な課題となる。

【0004】

所望の解像力を実現するためには、光学系の収差やマスク平面度、基板平面度などのさまざまなフォーカス阻害要因の総和が、焦点深度内に収まっている必要がある。したがって、高い解像力を達成するためには、基板と接して基板を保持する基板保持部には高い平面度が求められることが一般的である。加えて、部材の経時変化や装置温度などの装置環境の変化に対する余裕も小さくなるため、その高い基板平面度を長期にわたり保つ、あるいは装置メンテナンスとして再調整を行うなどして平面度を維持していく必要がある。

【0005】

基板保持部の高い平面度を実現するために、基板保持部の高精度加工や組み立て時の高さ調整が実施される。特許文献１では、加工時には実使用時と同じ応力状態を再現した状態で加工を行い、基板保持部の組み立て時には基板保持部の直下に高さ調整部を設け、高さ方向に駆動させることで所定の平面度を実現することが記載されている。また、特許文献１では、基板保持部と調整可動部（調整部には高さ方向に駆動する可動部と、ベース側に固定される固定部がある）との間の結合状態を真空吸着あるいは磁気により切り替え可能にしている。そして、高さ調整部の駆動前に結合解除、駆動後に再結合するというステップを踏んで基板保持部の平面度調整が行われる。これにより、高さ調整に伴って基板保持部に発生する歪みに起因する応力の発生および残留を防止し、残留応力が経時的に緩和されることによって発生する平面度変化を防ぐ、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第５９３２３０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、基板保持部は基板を吸着して保持する機能が必要であるため、基板と同程度の大きさを有する必要があり、例えばG8.5世代では一辺が2500mmにも及ぶ。基板保持部の材質はアルミニウムなどの軽金属あるいはセラミックスなどが用いられることが多いが、一体での製作は、材料の入手性の問題や、加工機が限定されるなどの問題があり、製作が困難あるいは非常に高コストである。また、一体での製作が可能としても、このサイズの基板の全面を吸着保持できるほどの大型の基板保持部を高い平面度で加工するためには、相応の部材剛性が必要とされる。これは基板保持部が厚く、そして重くなることを意味する。基板保持部は基板ステージ上に構成され、基板ステージとともに平面内に駆動する部材であるため、この部材の重量増加は基板ステージのアクチュエータの負荷を増大させ、基板ステージの不要な巨大化を招く。

【0008】

これに対し、基板保持部を複数に分割し一つ一つのサイズを小さくすることにより、材料の入手性や加工機制限等の問題は軽減させることができる。しかし、単品の加工精度を向上させるためには、一体の場合と同様に部材剛性を高くする必要がある。また、基板保持部を分割した場合は隣接する基板保持部間の隣接辺で高さ差が発生するが、このような箇所では平面度が急峻に変化することになるため、露光時にパターン不良が発生してしまう場合がある。そのため、隣接辺付近の調整にはより精度が求められる。

【0009】

このような状況を鑑みた場合、特許文献１の技術では次のような不都合が発生する。特許文献１では、基板保持部と調整可動部の結合を真空吸着、または磁気力の補助による真空吸着により行うとしているが、これらの結合力と基板保持部の剛性との関連性に関する記述はない。そのため、基板保持部を部分的に調整するためには、基板保持部を変形させる場合に、調整量次第で基板保持部の剛性が真空吸着力に打ち勝ってしまう場合が想定され、調整が不安定になるばかりか調整不可能な場合も生じうる。例えば、部分的に５μｍ高さを下げる方向に調整を行おうとした場合、真空吸着の結合力によりチャックを５μｍ局所的に変形させる必要があるが、真空吸着力によって２μｍしか変形できなければ、３μｍは調整不可能分として残留してしまう。調整量がさらに大きくなった場合、真空リークが大きくなり結合力がさらに弱くなってしまうため、調整が全くできなくなってしまう場合もありうる。

【0010】

更に特許文献１では、基板保持部を調整可動部と結合させているが、基板保持部の剛性と調整部自体の剛性（調整可動部と調整固定部との間の剛性）の関連性に関する記述がない。そのため、同様の理由で調整部が変形してしまって調整が不安定になるばかりか調整不可能な場合も生じる。例えば、部分的に高さを５μｍ下げる方向に調整部を駆動させた場合、調整部と基板保持部の剛性比に応じて調整可動部自体が上方に引っ張り上げられてしまう。そうすると、調整部は５μｍ下げたものの３μｍ上方に変形し、基板保持部は２μｍしか下げられない、という状況が発生しうる。基板保持部を５μｍ下げるためには程度調整部をもっと下げてから真空吸着を行う必要があるが、吸着開始時の真空リークが大きくなり結合力がさらに弱くなってしまい、調整不可能になってしまう場合もある。

【0011】

特許文献１の調整機構は調整に不安定性を抱えており、調整精度に難があるばかりか、調整量次第では調整自体が不可能になる場合もありうる。また、調整精度が低いために所定の精度を達成するためには何度も繰り返し追い込み調整を行う必要があり、調整に時間を要する。

【0012】

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであって、例えば、基板保持部の平面度の精度と調整速度の両立に有利なステージ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】

【0013】

本発明の一側面によれば、基板を保持して移動するステージ装置であって、ベースと、前記ベースより上の位置で前記基板を保持する基板保持部と、前記ベースと前記基板保持部との間に設けられ、前記基板保持部の基板保持面の形状を調整するために前記基板保持面の複数の箇所のそれぞれに対して個別に下方から力を加える複数の調整部と、前記複数の調整部のそれぞれに対応して設けられ、締結部材を用いて、前記調整部を挟み込む形で前記ベースと前記基板保持部とを締結する複数の締結部と、を有し、前記複数の調整部のそれぞれは、前記基板保持部と接触して移動する可動部と、前記ベースに配置され前記可動部を支持する固定部と、前記可動部および前記固定部を貫いて前記ベースと前記基板保持部とを連通する中空部と、を含み、前記複数の締結部のそれぞれは、前記ベースと前記基板保持部とを接続する前記締結部材としてのロッドを含み、前記ロッドは、前記中空部の内部に、前記可動部と同心状に配置される、ことを特徴とするステージ装置が提供される。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、例えば、基板保持部の平面度の精度と調整速度の両立に有利なステージ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態における露光装置の構成を示す図。

【図2】実施形態における基板ステージの構成を示す図。

【図3】実施形態における基板ステージの詳細な構成を示す図。

【図4】実施形態における調整部の構成を示す図。

【図5】変形例に係る調整部の構成を示す図。

【図6】変形例に係る調整部の構成を示す図。

【図7】実施形態における基板保持部の位置決め機構の構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0017】

まず、本発明のステージ装置が適用される露光装置の説明をする。なお以下の説明では具体的な構成、動作等を示して説明を行うが、これらは適宜変更することができる。

【0018】

図１は、実施形態における露光装置の概略図である。本明細書および図面においては、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向が示される。一般には、被露光基板である基板Ｗはその表面が水平面（ＸＹ平面）と平行になるように基板ステージ２０の上に置かれる。よって以下では、基板Ｗの表面に沿う平面内で互いに直交する方向をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする。また、以下では、ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向といい、Ｘ軸周りの回転方向、Ｙ軸周りの回転方向、Ｚ軸周りの回転方向をそれぞれθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向という。

【0019】

露光装置は、投影光学系１０、基板Ｗを保持するステージ装置としての基板ステージ２０、原版であるマスクＭを保持するマスクステージ３０、照明光学系４０、干渉計５０、本体ベース６０を含みうる。投影光学系１０は、マスクステージ３０によって保持されたマスクＭのパターンを基板ステージ２０によって保持されている基板Ｗに投影する。この投影は、マスクＭに向けて照射される照明光学系４０の光源の光を利用し、マスクＭから発せられる回折光によって行われる。また、照明光学系４０とマスクＭとの間には、観察光学系４１が配置されうる。観察光学系４１は、マスクＭと投影光学系１０によって基板Ｗ上に結像される像を観察することができる。

【0020】

マスクＭはマスクステージ３０内のマスク保持部３２の上に吸着保持されている。マスク保持部３２はマスクステージベース３１上に配置されている。マスクステージ３０がＸ方向およびＹ方向に移動することで、マスクＭはＸ方向およびＹ方向に移動可能である。なお、ここでは、Ｙ方向を走査露光におけるスキャン方向（走査方向）、Ｘ方向をステップ方向（非走査方向）とする。すなわち、投影露光時にマスクステージ３０と基板ステージ２０が同期走査される方向はＹ方向である。また、マスクＭは、Ｘ、Ｙ方向の２軸で形成されるＸ、Ｙ面内で回転する回転方向（θｚ方向）にも移動可能である。

【0021】

投影露光により、マスクＭから基板Ｗへのパターンへの転写は、マスクＭと基板Ｗの倍率比と同じ速度比で同期走査することにより行われる。このマスクＭのパターンが転写される基板Ｗ上の個々の領域のことをショット領域という。なお、基板Ｗ上には、各ショット領域とマスクとのアライメントに使用される不図示のアライメントマークが形成されている。このアライメントマークは、観察光学系４１によって観察可能である。

【0022】

干渉計５０は、マスクステージ３０と基板ステージ２０のそれぞれの位置を計測する。干渉計５０は、検出光の光源となるレーザーヘッド５１、ビームスプリッタ５２、折り曲げミラー５３、検出光を反射するバーミラー５４および５５を含みうる。

【0023】

基板ステージ２０は、少なくともＸＹの２軸方向に駆動可能なステージ装置である。基板ステージ２０は、マスクＭに対して基板Ｗを所定の露光位置（ショット位置）に移動させ、観察光学系４１によるアライメントマークの計測結果から得られる補正値に基づいて位置合わせされうる。その後、基板ステージ２０は、走査露光時に、マスクステージ３０と同期して走査駆動されうる。また、基板ステージ２０は、位置合わせやフォーカス補正のために、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚの各方向にも駆動されうる。ただし、図１には、基板ステージ２０の各方向への駆動機構はいずれも不図示である。本体ベース６０の上にステージベース２１が配置され、バーミラー５４や基板Ｗは、ステージベース２１の上に配置される。

【0024】

制御部７０は、露光装置の各部を制御する。制御部７０は、ＣＰＵおよびメモリを含むコンピュータによって実現されうる。制御部７０は、露光装置の各部と有線または無線で接続され、上記した露光装置の各部とは隔離された場所に設置されうる。これにより、露光装置は遠隔操作されうるようになっている。

【0025】

図２は、基板ステージ２０の構成を示す図である。本体ベース６０の上にステージベース２１が配置され、ステージベース２１の上に基板保持部ベース２２０（ベース）が配置される。また、基板保持部ベース２２０とステージベース２１との関係性は、本開示においては重要ではない。基板保持部ベース２２０とステージベース２１とは、別部材で互いに固定されていてもよいし、両者が何らかの駆動軸を介して結合されていてよい。あるいは、基板保持部ベース２２０とステージベース２１とは、一体で構成されていてもよい。ステージベース２１には、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚの各方向への駆動機構が設けられるが、それらの構成の図示および説明は省略する。

【0026】

基板保持部ベース２２０より上の位置には、基板Ｗを保持する基板保持部２３０が配置されている。基板保持部ベース２２０と基板保持部２３０との間には、複数の調整部２４０が配置されている。複数の調整部２４０は、基板保持部２３０の基板保持面の形状を調整するために基板保持面の複数の箇所のそれぞれに対して個別に下方から力を加えるように構成されている。基板Ｗは、基板保持部２３０に対して真空吸着によって固定される。実施形態において、基板保持部２３０の基板保持面は複数の領域に分割されている。基板保持部２３０には、基板Ｗを吸着固定するための吸着溝や空圧配管、空圧制御機器などが設けられるが、それらの構成の図示および説明は省略する。また、ステージベース２１の上には、干渉計５０のバーミラー５４も配置されている。

【0027】

基板保持部２３０の基板Ｗと接する基板保持面の平面度は、図１に示されている高さセンサ４２（計測部）によって計測されうる。高さセンサ４２は露光装置の内部に設けられていてもよいし、露光装置の外部に設けられていてもよい。基板保持部２３０をＸＹ方向に移動させながら複数箇所を高さセンサ４２で基板保持部２３０のＺ方向の高さを計測することにより、基板保持部２３０の平面度を計測することができる。

【0028】

図３は、基板ステージ２０の詳細な構成を説明する図である。複数の調整部２４０のそれぞれは、基板保持部２３０と接触して移動する可動部２４２と、基板保持部ベース２２０に配置され可動部２４２を支持する固定部２４１と、可動部２４２を駆動するアクチュエータ２４３とを含みうる。アクチュエータ２４３は、モータ、減速機構、駆動変換機構などを含み、更に、ドライバ基板、制御基板、モータの駆動位置を算出するエンコーダ、原点センサなどを含んでいてもよい。なお、アクチュエータ２４３には、上位の制御システムや電源回路等と接続される不図示のケーブルも配置されうる。固定部２４１は、基板保持部ベース２２０の上に固定されている。可動部２４２は、固定部２４１に対してＺ方向に動作可能である。アクチュエータ２４３から出力される直動あるいは回転駆動量が、固定部２４１の内部でＺ方向の直動に変換され、可動部２４２のＺ方向への駆動として出力される。調整部２４０の具体的構成は、アクチュエータ２４３の種類やＺ変換機構の種類等に応じて種々考えうるが、一例を図４に示す。

【0029】

図４の調整部２４０は、Ｚ変換機構としてクサビ機構を採用し、アクチュエータ２４３の出力としてすべり送りねじの直動駆動量を採用したものである。調整部２４０は、固定部２４１の底部２４１ｂの上でアクチュエータ２４３によって水平方向（Ｙ方向）に移動するクサビ部材２４１ａを有する。クサビ部材２４１ａの上面は、Ｙ方向に対して傾斜する斜面になっている。このクサビ部材２４１ａの上に可動部２４２が搭載されている。クサビ部材２４１ａの上面と当接する可動部２４２の下面は、可動部２４２の上面が水平になるようにクサビ部材２４１ａの上面の斜面に対応する斜面となっている。可動部２４２は、固定部２４１の縦壁によってＸ方向およびＹ方向への動きは規制されており、Ｚ方向への移動のみ可能とされている。

【0030】

クサビ部材２４１ａの側面には、クサビ部材２４１ａをＹ方向へ駆動するための、Ｙ方向に延びる送りねじ２４３ａが取り付けられている。送りねじ２４３ａの回転は、減速機２４３ｂを介して回転モータ２４３ｃによって与えられる。送りねじ２４３ａが回転することによりクサビ部材２４１ａがＹ方向に移動する。可動部２４２は、クサビ部材２４１ａのＹ方向への移動に伴って、クサビ比に従う量、上方向（Ｚ方向）に移動する。

【0031】

この際、クサビ比を２５～１００のように大きくとることにより、この機構のＺ方向の分解能を高くすることができる。また、減速機２４３ｂの減速比を適切に設定することで回転モータ２４３ｃの出力も小さくとることができ、全体として非常に小さいモータで機構を実現することができる。このことは調整部２４０が配置されるスペースの抑制につながり、ステージ全体の小型・軽量化に役立つ。

【0032】

減速機２４３ｂの機構には、ウォームギア、ギアトレイン、遊星ギア列などを採用することができる。回転モータ２４３ｃには、ＤＣモータ、ステッピングモータ、ＡＣモータ、超音波モータなど、様々な種類の回転モータを使用できる。また、回転モータ２４３ｃにはエンコーダを配してもよく、エンコーダを使って調整部２４０の駆動量を推定することが可能である。減速機による減速比、およびねじ機構の減速比、クサビ機構による減速比の積が、機構全体の減速比である。本機構は、減速比が非常に大きい機構となっているため、エンコーダ分解能が比較的粗くてもサブミクロンオーダーのＺ方向分解能が実現できる。そのため、円板に円状に多数配されたスリットをフォトインタプタにより検出するような簡素なものでも十分な分解能を実現可能である。また、クサビ機構をすべり送りねじで駆動する機構は、－Ｚ方向の力に対しては内部摩擦によりセルフロックする機構であるため減速機やモータ軸が逆回転させられることはなく、－Ｚ方向の剛性が非常に大きい機構となっている。また、クサビ機構は＋Ｚ方向には剛性がゼロの機構であるが、以下で説明するように、締結部２５０によって、調整部２４０を介して基板保持部２３０と基板保持部ベース２２０とが締結されるため、－Ｚ方向の剛性のみを考えればよい。

【0033】

実施形態における基板ステージは、複数の締結部２５０を有する。複数の締結部２５０のそれぞれは、複数の調整部２４０のそれぞれに対応して設けられ、締結部材を用いて、調整部２４０を挟み込む形で基板保持部ベース２２０と基板保持部２３０とを締結する。締結部２５０は、基板保持部ベース２２０と基板保持部２３０との間でＺ方向に延びて両者を接続する締結部材としてのロッド２５２と、ロッド２５２を駆動する駆動部２５１とを有する。基板保持部２３０には貫通孔が形成されておりそこをロッド２５２が貫通する。ロッド２５２の頭部２５２ａはその貫通孔より大きな径を有しており、頭部２５２がその貫通孔を貫通することはできない。また、基板保持部２３０には、貫通孔の上部において頭部２５２を収容する凹部が形成されており、通常時において頭部２５２が基板保持部２３０の上面より上に突出しないようにされている。

【0034】

駆動部２５１は、基板保持部ベース２２０の内部に構成されており、ロッド２５２の先端部は、駆動部２５１に取り付けられている。駆動部２５１は、ロッド２５２の引き込み／解放を行う。駆動部２５１がロッド２５２を所定の力Ｆで引き込むことにより、調整部２４０を介して基板保持部２３０と基板保持部ベース２２０とが力Ｆで結合される。実現例としては、エアシリンダにより押し引き駆動する方式、油圧シリンダにより押し引き駆動する方式、引き込み力Ｆはばね等で発生させ、引き込み力Ｆをキャンセルする押し上げ力を直動シリンダ等で付与し締結解放を行う方法等、様々考えられる。エアシリンダの代わりに電動の直動アクチュエータを使用してもよいし、省スペース化のためにシリンダに倍力機構を搭載してもよい。また、ロッド２５２にねじを形成し、駆動部２５１に内蔵したモータでねじを回転させ、トルクリミッタにより規定トルクを付与してねじ締結する方式でもよい。

【0035】

この締結部２５０は、流体駆動であればチューブを、電動であればケーブルを基板保持部の外部に延伸することが容易であり、制御部７０あるいは外部の制御機器から遠隔操作を行うことが可能である。調整部２４０、締結部２５０はともに外部から遠隔操作ができるような構成にすることで、非常に短時間で平面度調整を実施することが可能になる。

【0036】

締結部２５０に必要とされる締結力Ｆは、次のようにして決定されうる。

【0037】

まず、基板保持部２３０に必要な調整量を定める。基板保持部ベース２２０の上面の平面度、基板保持部２３０の平面度、隣接する基板保持部２３０間の厚み差など、平面度の低下要因が抽出され、その総和が必要最大調整量として決定される。

【0038】

次に、決定された必要最大調整量を複数の基板保持部２３０のそれぞれの支持調整点に付与したときに発生する反力が、ＦＥＭ等を用いて算出される。算出された反力に安全係数を掛け合わせた数値が、必要締結力として決定される。

【0039】

締結部２５０がこの締結力Ｆを発生させている限り、締結部２５０による挟み込み結合によって基板保持部２３０、調整部２４０、基板保持部ベース２２０が密着することが保証される。この状態においては、調整部２４０の駆動量がそのまま基板保持部２３０の平面度の変化量に反映されることになり、これにより、高精度に平面度を調整することができる。

【0040】

次に、平面度の調整方法および調整部２４０の駆動量の算出方法について説明する。上記したように、基板保持部２３０の平面度は、高さセンサ４２を用いて計測されうる。平面度は、基板ステージ２０を逐次駆動し、高さセンサ４２により基板保持部２３０の全面を所定の間隔で計測することにより求められる。

【0041】

次に、複数の調整部２４０のそれぞれの調整量が算出される。例えば、複数の調整部２４０のそれぞれについて、複数の調整部２４０の駆動量と基板保持部２３０の変形量との関係が、ＦＥＭあるいは実測により予め求められ、補正テーブルとして記憶されている。その補正テーブルと平面度の計測結果から、調整後の平面度が最小になるように複数の調整部２４０それぞれの調整量を、最小二乗法等を用いて逆算する。

【0042】

このように算出された複数の調整部２４０それぞれの調整量でもって複数の調整部２４０それぞれを調整することにより、基板保持部の複数の領域間の段差や局所的な凹凸まで含めて高精度に調整することが可能になる。しかし、この場合には、基板保持部２３０の内部に応力が残留し、この残留応力が経時的に緩和されることにより、平面度の変化が発生する可能性がある。

【0043】

そこで本実施形態では、複数の締結部２５０のそれぞれは、基板保持部ベース２２０と基板保持部２３０とを締結している締結状態と、基板保持部ベース２２０と基板保持部２３０との締結が解放された解放状態とに切り替え制御可能に構成される。複数の調整部２４０のうちの少なくとも１つの調整部において調整を行う間、複数の締結部２５０のうちの上記少なくとも１つの調整部に対応する少なくとも１つの締結部を解放状態に切り替えることができる。

【0044】

例えば、制御部７０は、複数の調整部２４０のそれぞれと複数の締結部２５０のそれぞれを制御するように構成されている。制御部７０は、計測部である高さセンサ４２の計測結果に基づいて、少なくとも１つの締結部を解放状態にした後、複数の領域のうち隣接する領域の端部の間の段差が小さくなりかつ基板保持面が平坦になるように、上記少なくとも１つの調整部を制御する。

【0045】

上記構成により、次のようなステージ装置の調整方法が実現される。いったん締結部２５０の結合が解放される。締結部２５０の結合が解放された後、前工程で算出された複数の調整部２４０それぞれの調整量でもって少なくとも１つの調整部による調整が行われる。調整が行われた後、締結部により締結状態にされる。調整部による調整においては、各調整部を順次駆動してもよいし、全ての調整部を同時に駆動してもよい。この際、各調整部におけるアクチュエータ２４３に内蔵されたエンコーダの情報を用いて駆動量を保証するようにしてもよい。あるいは、高さセンサ４２を用いて各調整部の支持調整箇所またはその近傍を計測して、その計測結果に基づいて駆動量を保証するようにしてもよい。前者の場合は、駆動精度はエンコーダと調整部２４０全体の駆動精度に依存してしまう。しかし、その分全ての調整機構を同時に駆動させることが可能であるため、調整時間自体は短縮できる。後者の場合は、調整部２４０それぞれの支持調整箇所またはその近傍において高さセンサ４２を用いた計測が必要であるため、逐時ステージを移動させる必要がある。さらに各支持調整箇所で、計測、締結解放、調整部の駆動、締結、計測のステップを踏んで、所定の調整量駆動されているかどうかを保証することになる。そのため、調整精度は高いが調整時間自体は長くなる。 調整部２４０に弾性がある場合、締結力Ｆと弾性定数に応じた量、調整部が変形しうる。この場合、予め弾性定数を計算または実測しておき、補正テーブルに補正値として加算しておくことで、弾性の影響を考慮した調整が可能である。ただし、誤差成分が増えてしまうことになるため、その分調整精度が低下する可能性はある。したがって、調整部２４０が剛であるほうが調整精度という観点からは有利である。

【0046】

同様の考え方で、基板保持部ベース２２０の剛性が基板保持部２３０の剛性に対して無視できない場合が考えられる。この場合も、基板保持部ベース２２０の剛性を含めたＦＥＭを実施して補正テーブルを作成することで補正が可能である。しかし、この場合もやはり、誤差成分が増えてしまうことには違いないため、基板保持部２３０に比して剛であるほうが望ましい。

【0047】

実施形態において、ロッド２５２は、可動部２４２と同心状（同軸状）に配置される。例えば、可動部２４２および固定部２４１を貫いて基板保持部ベース２２０と基板保持部２３０とを連通する中空部２４６が形成されている。ロッド２５２がこの中空部２４６の内部に配置されることにより、ロッド２５２は、可動部２４２と同心状（同軸状）に配置されうる。これにより、締結力Ｆの作用点のずれによるモーメントの発生を防ぐことができる。また、基板保持部２３０の変形が複雑化し平面度調整のための補正テーブルの誤差成分が大きく発生してしまうことを防ぐこともできる。以上のような構成によれば、平面度の調整を高精度に行うことができる。

【0048】

基板保持部２３０を締結部２５０による締結を行う際に基板保持部２３０の位置がずれると、締結力Ｆの作用点がずれてモーメントが発生し、そのモーメントに伴って基板保持部２３０の平面度が変化する可能性がある。そのため、締結部２５０が解放状態にされた後、基板保持部２３０の位置決めを行い、位置決めがなされた後、締結状態にすることが望ましい。したがって、基板保持部２３０の位置ずれを修正するための位置決め機構を、基板保持部２３０と基板保持部ベース２２０との間に設けてもよい。

【0049】

図７に、基板保持部２３０の位置決め機構の一例を示す。位置決め機構は、基板保持部ベース２２０に対する基板保持部２３０の水平方向（ＸＹ方向）の位置決めを行う。図７（ａ）は側面図、図７（ｂ）は基板Ｗを取り去った状態の平面透視図である。基板保持部２３０には、基板保持部ベース２２０に向かって突出する位置決めピン２５３が２つ設けられている。また、基板保持部ベース２２０上には、それぞれの位置決めピン２５３をＸ方向またはＹ方向に沿って挟むように、位置決め部材２５４と押圧部材２５５が設けられる。具体的には、一方の位置決めピン２５３をＹ方向に沿って挟むように、位置決め部材２５４と押圧部材２５５が設けられ、他方の位置決めピン２５３をＸ方向に沿って挟むように、位置決め部材２５４と押圧部材２５５が配置される。一例において、図７（ｂ）に示されるように、２つの位置決め部材２５４の位置決めピン２５３との当接部は、一方はＶ字型、他方は平面型とされる。締結部２５０による締結前に、押圧部材２５５で位置決めピン２５３を押し込むことで基板保持部２３０が移動する。この押圧によって位置決めピン２５３が位置決め部材２５４に突き当たることで位置決めが行われる。

【0050】

この位置決めがなされた状態で締結部２５０による締結が行われる。締結が完了したら、押圧部材２５５による押圧は解除してもよい。なお、押圧部材は、例えば、エアシリンダ、電動アクチュエータ等によって構成されうる。また、ばねなどを用いて常に押圧が行われるようにしてもよい。

【0051】

また、図７の例では、基板保持部２３０に設けられた位置決めピン２５３を位置決め部材２５４に押し付けることにより位置決めを行っているが、他の構成により位置決めを行うようにしてもよい。例えば、位置決め部材２５４に孔を設け、位置決めピン２５３をその孔に差し込むことにより位置決めを行ってもよい。この方式はアクチュエータがいらないため簡便で低コストで実現可能である。ただし、位置決めピン２５３を差し込むための孔の位置の精度が低い場合には、位置決めの誤差が大きくなる可能性がある。孔の位置ずれによって発生する基板保持部２３０の平面度変化量が許容範囲内であれば、この方式を利用することも可能である。

【0052】

以上のように、本実施形態では、締結部２５０を一旦解放して調整部２４０の調整を行い、その後、締結部２５０を再度締結する。これにより、応力状態および平面度を再度調整時と同じ状態に戻すことが可能である。

【0053】

なお、締結部２５０が外部から遠隔操作できるように構成されていれば、解放および締結は装置外部から指令により短時間で実施可能である。そのため、装置運用中にメンテナンス動作として機能を盛り込むことも可能であり、平面度の維持に好適である。

【0054】

（変形例）
調整部２４０の変形例を図５に示す。図５では、非圧縮性流体の体積移動をＺ駆動量に変換する調整機構が採用されている。図５の例では、固定部２４１は、非圧縮流体を満たす容器を形成している。固定部２４１（容器）の内部には、オイルのような非圧縮性流体２４５が充填されており、非圧縮性流体２４５の液面はダイヤフラム２４４でシールされている。可動部２４２の両端部はダイヤフラム２４４に接続されている。非圧縮性流体２４５は、ピストン式のアクチュエータ２４３からチューブを介して固定部２４１の内部に送られる。アクチュエータ２４３から送られた非圧縮性流体の量に応じて内部における非圧縮性流体２４５の体積が変化し、それに応じてダイヤフラム２４４が変形する。ダイヤフラム２４４が変形することで可動部２４２が上方向（Ｚ方向）に移動する。

【0055】

ピストン式のアクチュエータ２４３と固定部２４１とを接続するチューブの長さは任意である。よって、アクチュエータ２４３は基板保持部ベース２２０の外部にあってもよい。そのため、ピストン部を外部から制御することで基板保持部２３０を遠隔調整することが可能である。

【0056】

調整部２４０の中央部（Ｚ軸中心）には中空部２４６が形成されており、その中空部２４６を通して、締結部２５０により、基板保持部２３０と基板保持部ベース２２０とが、調整部２４０を挟み込む形で結合される。このような構造により、流体を使用した調整部でも高精度に調整することが可能である。また、非圧縮性流体２４５の非圧縮性が完全なものではない場合、ダイヤフラムやチューブの弾性によって、機構が弾性を持つことが考えられる。そのような弾性を予め実測し、補正テーブルに加味することにより、調整精度を向上させることができる。

【0057】

非圧縮性流体を用いた調整部は、可動部２４２に関してＸ軸周りおよびＹ軸周りの傾斜自由度を持つ２軸チルト機構を有する。すなわち、可動部２４２は、基板保持部２３０に力を加えた方向とは異なる方向への基板保持部の変位を許容するためのチルト機構を含むことができる。この２軸チルト機構の効果により、基板保持部２３０の裏面の平面度の影響を受けにくい構造になっており、また、基板保持部２３０全体を均一に傾けるような駆動をした際の局所的な曲げの影響がなくなるため、調整精度の点で有利である。

【0058】

このような２軸チルト機構を、前述したクサビ機構による調整部（図４）にも適用することができる。一例として、図６に、可動部２４２の上に２軸チルト機能を有する支持部材を有する調整部２４０の構成を示す。図６において、可動部２４２の上に、基板保持部２３０を支持する支持部材２５６が設けられている。支持部材２５６の上面は、基板保持部２３０を受けるために平面とされている一方、支持部材２５６の下端部は、凸球面とされている。支持部材２５６が配置される可動部２４２の上面には、球面座２４２ａが形成されている。球面座２４２ａは、凸球面とされた支持部材２５６の下端部を抱持するように凹球状に形成されている。支持部材２５６は、可動部２４２の球面座２４２ａによって揺動回転自在に支持される。こうして揺動回転自在に支持された支持部材２５６は、基板保持部２３０の裏面の平面度のばらつきを吸収する、いわゆる「かわし」機構としての役割を果たす。

【0059】

なお、かわし機構は、この他にも、球面＋３点支持、ヒンジ機構等、種々の構成で実現可能である。ただし、そのかわし機構の弾性は考慮する必要がある。前述のように、かわし機構の弾性を予め計測しておき、その影響を補正テーブルに加味しておくことで補正が可能である。

【0060】

＜物品製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

【0061】

（他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0062】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0063】

２２０：基板保持部ベース、２３０：基板保持部、２４０：調整部、２４１：固定部、２４２：可動部、２４３：アクチュエータ、２５０：締結部、２５１：駆動部、２５２：ロッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】