CN1993804A - 工作台装置和曝光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可检测移动工作台的位置而不会导致成本上升和装置的大型化的工作台装置。该工作台装置具有在移动面(12a)上移动的移动工作台(WST、MST)、和利用光束(B1~B3)检测移动工作台(WST、MST)的位置的位置检测装置。还具备:驱动移动工作台(WST、MST)的驱动装置(82、84);设置于驱动装置(81、84),与移动工作台(WST、MST)的移动对应地使光束(B1~B3)追随移动工作台(WST、MST)的追随光学构件(30~33);以及设置于移动工作台(WST、MST),与追随光学构件(30~33)光学耦合的第一光学构件(34~39)。
Description
技术领域
本发明涉及工作台装置和曝光装置,涉及例如使用激光等光束检测移动工作台的位置的工作台装置和曝光装置。
本申请基于2004年8月5日申请的日本特愿2004-229005号及2005年4月18日申请的日本特愿2005-120187号主张优先权,在这里援引其内容。
背景技术
在具有移动工作台的工作台装置中,使用了如下的干涉仪,即、在移动工作台(或设置于移动工作台的移动镜)上设置反射面,通过接收向该反射面照射的激光等光束的反射光,检测沿移动面的方向(例如X轴方向、Y轴方向)的位置。另外,在专利文献1中,公布了如下的干涉仪的结构,即、在移动工作台上使向沿着移动面的方向照射的光束折转到与移动面正交的方向(Z方向),利用设置于移动工作台的上方的反射板对其进行反射,由此检测移动工作台的Z方向的位置(高度位置)。
专利文献1:日本特表2001-510577号公报
但是,在如上所述的技术中,存在以下这样的问题。
当移动工作台的行程变大时,安装于移动工作台的移动镜也变大,因此会导致工作台的加重化,结果,对工作台的移动性能会造成不良影响。另外,为了使检测精度不因光束所产生的热量而降低,利用向下流动(down flow)进行光束光路的温度调整,然而,在像专利文献1的技术那样,为了检测移动工作台的高度位置,将反射板设于移动工作台的上方的结构中,难以确保用于设置向下流动用设备的场所,另外,由于在移动工作台的上方配置有投影光学系统或用于晶片的位置计测的计测设备,因此,当避开反射板来配置这些设备时,结果就有可能导致装置大型化。
另外,在工作台超过曝光范围向晶片更换位置移动等的情况下,由于在工作台的长行程移动之时会脱离干涉仪的位置可检测范围,因此需要所谓的干涉仪连接物,以便使用别的干涉仪来继续工作台的位置检测,从而导致由干涉仪轴数的增加引起的成本上升或生产量的降低。特别是,在具有多个移动工作台的工作台装置中,为了在两个移动工作台上分别继续位置检测,而使得干涉仪轴数增加,可能导致大幅度的成本上升。另外,在设有多个移动工作台的情况下,由于需要对每个工作台设置光束照射器(光源)及受光器,因此仍然有可能导致成本上升和装置的大型化。
发明内容
本发明就是考虑到以上问题而做出的,其目的在于,提供可以进行移动工作台的位置检测而又不会导致成本上升和装置大型化的工作台装置和曝光装置。
为了达成所述目的,本发明采用与表示实施方式的图1至图25对应的以下的结构。
本发明的工作台装置是具有在移动面(12a)上移动的移动工作台(WST、MST)、和利用光束(B1~B3)检测移动工作台(WST、MST)的位置的位置检测装置(118)的工作台装置(50),其特征是,具有:驱动移动工作台(WST、MST)的驱动装置(82、84);设置于驱动装置(82、84)、与移动工作台(WST、MST)的移动对应地使光束(B1~B3)追随移动工作台(WST、MST)的追随光学构件(32、33及30、31);以及设置于移动工作台(WST、MST)、与追随光学构件(32、33及30、31)光学耦合的第一光学构件(34~36及37~39)。
因此,本发明的工作台装置通过经由追随光学构件(32、33及30、31)向第一光学构件(34~36及37~39)照射光束,可以检测移动工作台(WST、MST)的位置。由于该追随光学构件(32、33及30、31)设置于驱动装置(82、84),因此,即使在移动工作台(WST、MST)因驱动装置82、84的驱动而移动之时,光束(B1~B3)也将追随移动工作台(WST、MST)。因此,不需要像光束被固定时那样,在移动工作台(WST、MST)上设置与移动行程对应的长度的移动镜,从而可以防止移动工作台(WST、MST)的加重化,并且不需要干涉仪连接物,因此还可以抑制由干涉仪轴数增加引起的成本上升和生产量的降低。
另外,本发明的工作台装置是具有沿着移动面(12a)移动的移动工作台(WST、MST)、和检测移动工作台(WST、MST)的位置的位置检测装置(118)的工作台装置(50),其特征是,具有:设置于移动工作台(WST、MST)的第一光学构件(34~39)、使来自光源(55a~55c)的光束(B1~B3)向第一光学构件(34~39)折转的第二光学构件(30~33)、以及使第二光学构件(30~33)追随移动工作台(WST、MST)的移动的追随装置(82、84)。
因此,本发明的工作台装置通过利用第二光学构件(30~33)使来自光源(55a~55c)的光束(B1~B3)折转而向第一光学构件(34~39)照射,可以检测移动工作台(WST、MST)的位置。由于该第二光学构件(30~33)在移动工作台(WST、MST)移动之时,也会追随移动工作台(WST、MST),因此射向第一光学构件34~39的光束也进行追随。由此,不需要像光束被固定时那样,在移动工作台(WST、MST)上设置与移动行程对应的长度的移动镜,从而可以防止移动工作台(WST、MST)的加重化,并且不需要干涉仪连接物,因此也可以抑制由干涉仪轴数增加引起的成本上升和生产量的降低。
此外,本发明的工作台装置是具有沿着移动面(12a)移动的移动工作台(WST、MST)、和检测移动工作台(WST、MST)的位置的位置检测装置(118)的工作台装置(50),其特征是,具有:设置于移动工作台(WST、MST)、使入射的光束(BT1、BT3、BR1、BR3)向与移动面(12a)交叉的方向折转的第一光学构件(34~39);设置于工作台(WST、MST)、使来自第一光学构件(34~39)的光束(BT12、BT32、BR12、BR32)向与移动面(12a)交叉的方向折转的第二光学部(34A、35A、37A、39A)。
因此,本发明的工作台装置在通过使入射的光束(BT1、BT3、BR1、BR3)在第一光学构件(34~39)处折转到与移动面(12a)交叉的方向而射出,来检测该方向的移动工作台(WST、MST)的位置的情况下,当从该第一光学构件(34~39)射出的光束(BT12、BT32、BR12、BR32)与移动工作台(WST、MST)等发生干涉而被遮光时,在第一光学构件(34、35、37、39)处使光束暂时向第二光学部(34A、35A、37A、39A)折转,在第二光学部(34A、35A、37A、39A)处使之折转到与移动面(12a)交叉的方向而射出,由此可以检测与移动面(12a)交叉的方向的移动工作台(WST、MST)的位置。
另外,本发明的工作台装置是具有在移动面(12a)上移动的移动工作台(WST、MST)、和利用光束(B1~B3)检测移动工作台(WST、MST)的位置的位置检测装置(118)的工作台装置(50),其特征是,具有:分支光学构件(34~39),在移动工作台(WST、MST)上设置有多个,将光束(B1~B3)分支为沿着移动面(12a)的第一计测光束(BR11、BR21、BR31、BT11、BT21、BT31)和与移动面(12a)交叉的第二计测光束(BR12、BR22、BR32、BT12、BT22、BT32);反射构件(27),具有使第一计测光束(BR11、BR21、BR31、BT11、BT21、BT31)向分支光学构件(34~39)反射的第一反射面(27a)、和使第二计测光束(BR12、BR22、BR32、BT12、BT22、BT32)向分支光学构件(34~39)反射的第二反射面(27b)。
因此,在本发明的工作台装置中,使用由第二反射面(27b)反射而射入分支光学构件(34~39)的第二计测光束(BR12、BR22、BR32、BT12、BT22、BT32),作为以由第一反射面(27a)反射而射入分支光学构件(34~39)的第一计测光束(BR11、BR21、BR31、BT11、BT21、BT31)为基准的参照光束,可以检测出与移动面(12a)交叉的方向的移动工作台(WST、MST)的位置。由于该第一计测光束(BR11、BR21、BR31、BT11、BT21、BT31)和第二计测光束(BR12、BR22、BR32、BT12、BT22、BT32)是将一个光束分支后的光束,因此可以避免在分别设置光源的情况下产生的成本上升和装置的大型化。
此外,本发明的工作台装置是具有在移动面(12a)上移动的第一移动工作台(WST)、在移动面(12a)上移动的第二移动工作台(MST)、以及利用光束(B1~B3)检测第一移动工作台(WST)和第二移动工作台(MST)的位置的位置检测装置(118)的工作台装置(50),其特征是,具有:分支光学系统(30、31),将光束(B1~B3)分支为第一光束(BT1~BT3)和第二光束(BR1~BR3),使得与移动面(12a)正交的高度位置相同;第一光学系统(34~36),设置于第一移动工作台(WST),使所入射的第一光束(BT1~BT3)改变高度位置而射出;以及第二光学系统(37~39),设置于第二移动工作台(MST),使所入射的第二光束(BR1~BR3)改变高度位置而射出。
因此,在本发明的工作台装置中,可以利用第一光束(BT1~BT3)检测第一移动工作台(WST)的位置,利用第二光束(BR1~BR3)检测第二移动工作台(MST)的位置。由于该第一光束(BT1~BT3)和第二光束(BR1~BR3)是将一个光束分支后的光束,因此就可以避免在分别设置光源的情况下产生的成本上升和装置的大型化。另外,由于第一、第二光束被第一、第二光学系统(34~36、37~39)分别改变高度位置而射出,因此使所射出的第一、第二光束的高度位置相互不同,由此,可以用多个受光部(拾光器)分别独立地检测第一、第二移动工作台(WST、MST)的位置。
另外,本发明的工作台装置是具有在移动面(12a)上移动的第一移动工作台(WST)、在移动面(12a)上移动的第二移动工作台(MST)、以及检测第一移动工作台(WST)和第二移动工作台(MST)的位置的位置检测装置(118)的工作台装置(50),其特征是,具有:设置于第一移动工作台(WST)的第一光学系统(34~36);设置于第二移动工作台(MST)的第二光学系统(37~39);以及分别反射来自第一光学系统(34~36)的第一光束(BT1~BT3)、来自第二光学系统(37~39)的第二光束(BR1~BR3)的反射构件(27)。
因此,在本发明的工作台装置中,可以利用由反射构件(27)反射的来自第一光学系统(34~36)的第一光束(BT1~BT3)检测第一移动工作台(WST)的位置,利用由反射构件(27)反射的第二光束(BR1~BR3)检测第二移动工作台(MST)的位置。由于该反射构件(27)反射第一光束及第二光束这两者,因此可以避免在对每个光束设置反射构件的情况下产生的成本上升和装置的大型化。
此外,本发明的曝光装置是使用工作台装置(50)将图案曝光到衬底(W)上的曝光装置(100),其特征是,作为工作台装置,使用了所述的工作台装置(50)。
因此,在本发明的曝光装置中,可以避免成本上升和装置的大型化,并且可以通过移动工作台(WST)检测衬底(W)的位置。
另外,本发明的曝光装置是隔着提供给衬底(W)的液体将图案曝光到衬底(W)上的曝光装置,其特征是,具有:第一衬底平台(WTB),具有保持衬底(W)的保持面;第一工作台主体(28),设置于第一衬底平台(WTB)的下方,至少一个侧面位于比第一衬底平台(WTB)的侧面更靠内侧的位置;第一光学构件(35),设置于第一工作台主体(28)的至少一个侧面,使所入射的光束向与保持面交叉的方向射出;以及第一位置检测装置(22),与第一光学构件(35)联动地检测与衬底(W)的保持面交叉的方向的位置。
另外,为了容易理解地说明本发明,与表示一个实施例的附图的符号对应地进行了说明,但是,不言而喻,本发明不限于实施例。
在本发明中,可以不中断计测地使光束追随移动平台的移动。另外,在本发明中,可以用简单的结构高精度地检测移动工作台的位置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的图,是表示曝光装置的概略图。
图2是构成曝光装置的工作台装置的立体图。
图3是图2的工作台装置的俯视图。
图4是Z轴干涉仪的正视图。
图5是表示设置于晶片工作台的棱镜和固定镜的图。
图6是表示反射光束的光路的图。
图7是表示设置于晶片工作台的棱镜和固定镜的图。
图8是表示反射光束的光路的图。
图9是表示设置于计测工作台的棱镜和固定镜的图。
图10是表示反射光束的光路的图。
图11是表示设置于计测工作台的棱镜和固定镜的图。
图12是表示反射光束的光路的图。
图13是表示曝光装置的控制系统的主要结构的框图。
图14是表示晶片工作台的棱镜与其计测点的关系的图。
图15A是用于说明求任意位置的Z位移的过程的图,是图14的A向视图。
图15B是用于说明求任意位置的Z位移的过程的图,是图14的B向视图。
图16是表示计测工作台的棱镜与其计测点的关系的图。
图17A是用于说明实施方式的并行处理动作的俯视图。
图17B是用于说明实施方式的并行处理动作的俯视图。
图18A是用于说明实施方式的并行处理动作的俯视图。
图18B是用于说明实施方式的并行处理动作的俯视图。
图19是用于说明实施方式的并行处理动作的俯视图。
图20是表示第二实施方式的工作台装置的概略结构的局部俯视图。
图21是表示设置于晶片工作台的光学元件组和固定镜的图。
图22是表示设置于晶片工作台的光学元件组和固定镜的图。
图23是表示工作台装置的第三实施方式的俯视图。
图24是第三实施方式的晶片工作台的局部正视图。
图25是表示半导体器件的制造工序的一个例子的流程图。
符号说明
B1~B3 检测光束(光束),BR1、BR2、BR3 反射光束(第二光束),BT1、BT2、BT3 透射光束(反射光束、第一光束),BR11、BR21、BR31、BT11、BT21、BT31 计测光束(第一计测光束),BR12、BR22、BR32、BT12、BT22、BT32 计测光束(第二计测光束),R 母版(掩模),MST 计测工作台(移动工作台、第二移动工作台),MTB计测平台(第二衬底平台),W 晶片(衬底),WST 晶片工作台(移动工作台、第一移动工作台),WTB 晶片平台(第一衬底平台),8、9 温度调整装置,12a 上面(移动面),22 Z轴干涉仪(第一位置检测装置、第二位置检测装置),20 主控制装置(修正装置、控制装置),27 固定镜(反射构件),27a 反射面(第一反射面),27b 反射面(第二反射面),28 晶片工作台主体(第一工作台主体),30、31半反射镜(追随光学构件、第二光学构件、分支光学系统),32、33 折转反射镜(追随光学构件、第二光学构件),34~36、36A~36D 棱镜(第一光学构件、第一光学系统、分支光学构件),34A、35A、37A、39A 棱镜(第二光学部),37~39 棱镜(第一光学构件、第二光学系统、分支光学构件),50 工作台装置,52 计测工作台主体(第二工作台主体),54 磁铁组件(第二可动件),55a、55b、55c 送光部(光源),82、84 Y轴线性电机(驱动装置、追随装置),80 固定件(第一固定件),81 固定件(第二固定件),90 磁铁组件(第一可动件),100 曝光装置,118 干涉仪系统(位置检测装置),151、171 折转反射镜(第一光学系统),152 分束镜(分支光学构件),154、163 棱镜(第二光学部),161 分束镜(第一光学构件、分支光学构件)
具体实施方式
下面,参照图1至图19对本发明的工作台装置和曝光装置的实施方式进行说明。
在此,使用将本发明的工作台装置应用于晶片工作台的情况的例子进行说明。
图1中表示了本实施方式的曝光装置100的概略结构。
该曝光装置100是分步扫描(step and scan)方式的投影曝光装置,即所谓的扫描步进机(scanning stepper)。该曝光装置100具备:照明系统10、保持作为掩模的母版(掩模)R的母版台(reticle stage)RST、投影组件PU、具有作为第一移动工作台(移动工作台)的晶片工作台WST和作为第二移动工作台(移动工作台)的计测工作台MST的工作台装置50以及它们的控制系统。在晶片工作台WST上,放置有作为衬底的晶片W。
所述照明系统10利用作为能量束的照明光(曝光光)IL以大致均匀的照度对由未图示的母版遮帘(reticle blind)规定的母版R上的狭缝状的照明区域进行照明。这里,作为照明光IL的一个例子使用ArF准分子光(波长193nm)。
在所述母版台RST上,例如利用真空吸附固定有在其图案面(图1中的下面)形成了电路图案等的母版R。例如可以利用包括线性电机的母版台驱动部11(图1中未图示,参照图13),在与照明系统10的光轴(与后述的投影光学系统PL的光轴AX一致)垂直的XY平面内对母版台RST进行微小驱动,并且可以在规定的扫描方向(这里为图1的纸面内的作为左右方向的Y轴方向)以指定的扫描速度对其进行驱动。
母版台RST在工作台移动面内的位置(包括绕Z轴的旋转)可以总是由母版激光器干涉仪(以下称作母版干涉仪)116,通过移动镜15(实际上设有具有与Y轴方向正交的反射面的Y移动镜和具有与X轴方向正交的反射面的X移动镜),以例如0.5~1nm左右的分辨率检测出来。该母版干涉仪116的计测值被传送给主控制装置20(图1中未图示,参照图13),在主控制装置20中,基于该母版干涉仪116的计测值计算母版台RST的X轴方向、Y轴方向和θZ方向(绕Z轴的旋转方向)的位置,并且基于该算出结果控制母版台驱动部11,由此控制母版台RST的位置(以及速度)。
在母版R的上方,在X轴方向相隔规定距离地设有一对母版对准检测系统RAa、RAb,该一对母版对准检测系统RAa、RAb由用于利用投影光学系统PL同时观察母版R上的一对母版对准标记和与它们对应的计测工作台MST上的一对基准标记(以下称作第一基准标记)的使用了曝光波长的光的TTR(Through The Reticle)对准系统构成。作为这些母版对准检测系统RAa、RAb,例如可以使用结构与日本特开平7-176468号公报(对应的美国专利第5,646,413号)等所公布的系统相同的系统。
所述投影组件PU包括:镜筒40、和由以规定的位置关系保持在该镜筒40内的多个光学元件构成的投影光学系统PL。作为投影光学系统PL,例如可以使用由具有Z轴方向的公共的光轴AX的多个透镜(透镜部件)构成的折射光学系统。
另外,虽然省略了图示,然而,构成投影光学系统PL的多个透镜中的特定的多个透镜,被成像特性修正控制器381(参照图13)基于来自主控制装置20的指令所控制,形成可以调整投影光学系统PL的光学特性(包括成像特性),例如倍率、畸变、慧形像差和像面弯曲(包括像面倾斜)等的结构。
另外,由于在本实施方式的曝光装置100中,进行应用了浸液法的曝光,因此在构成投影光学系统PL的最靠近作为像面侧(晶片侧)的光学元件的透镜(以下也称作头透镜)91的附近,设置有构成浸液装置132的液体供给喷嘴51A、液体回收喷嘴51B。
在所述液体供给喷嘴51A上,连接有其一端与液体供给装置288(图1中未图示,参照图13)连接的未图示的供给管的另一端,在所述液体回收喷嘴51B上,连接有其一端与液体回收装置292(图1中未图示,参照图13)连接的未图示的回收管的另一端。
作为所述的液体,这里使用透过ArF准分子激光(波长193nm的光)的超纯水(以下除了特别需要的情况以外,仅记作“水”)。超纯水具有在半导体制造工厂等中可以很容易地大量获得,并且对晶片上的光致抗蚀剂或光学透镜等没有不良影响的优点。
水的折射率n约为1.44。在该水中,照明光IL的波长被缩短为193nm×1/n=约134nm。
液体供给装置288根据来自主控制装置20的指示,将与供给管连接的阀以规定开度打开,经由液体供给喷嘴51A向头透镜91与晶片W之间供水。另外,此时,液体回收装置292根据来自主控制装置20的指示,将与回收管连接的阀以规定开度打开,经由液体回收喷嘴51B将水从头透镜91与晶片W之间回收到液体回收装置292(液体罐)的内部。此时,主控制装置20对液体供给装置288及液体回收装置292发送指令,使得从液体供给喷嘴51A向头透镜91与晶片W之间供给的水量与经由液体回收喷嘴51B回收的水量总是相等。所以,在头透镜91与晶片W之间,可以保持一定量的水Lq(参照图1)。此时,保持在头透镜91与晶片W之间的水Lq总是被更换。
从上述说明可知,本实施方式的浸液装置132是包括所述液体供给装置288、液体回收装置292、供给管、回收管、液体供给喷嘴51A以及液体回收喷嘴51B等的局部浸液装置。
另外,在计测工作台MST位于投影组件PU下方的情况下,也可以与上述同样地在计测平台MTB与头透镜91之间充满水。
所述工作台装置50具备:框架脚座FC;设于该框架脚座FC上的底盘12;配置于该底盘12的上方且沿着底盘12的上面(移动面)12a移动的晶片工作台WST及计测工作台MST;包括检测这些工作台WST、MST的位置的干涉仪16、18的作为位置检测装置的干涉仪系统118(参照图13);驱动工作台WST、MST的工作台驱动部124(参照图13);以及温度调整装置8、9(参照图3)。
所述框架脚座FC如图2所示,由在其X轴方向一侧和另一侧的端部附近一体地形成了以Y轴方向作为长边方向且向上方突出的突部FCa、FCb的近似平板构成。
所述底盘(平板)12被配置于由框架脚座FC的所述突部FCa、FCb夹持的区域上。底盘12的上面12a被精加工得平坦度非常高,将其作为晶片工作台WST及计测工作台MST沿XY平面移动之时的导引面。
所述晶片工作台WST如图2所示,具备:配置于底盘12上的晶片工作台主体28、和通过未图示的Z倾斜驱动机构安装于该晶片工作台主体28上的晶片平台WTB。Z倾斜驱动机构实际上包括在晶片工作台主体28上以三点支承晶片平台WTB的三个致动器(例如音圈电机或EI芯)等,通过调整各致动器的驱动,在Z轴方向、θx方向(绕X轴的旋转方向)、θy方向(绕Y轴的旋转方向)三个自由度方向对晶片平台WTB进行微小驱动。
晶片工作台主体28由截面为矩形框状且沿X轴方向延伸的中空构件构成。在该晶片工作台主体28的下面,设有本申请的申请人先前所申请的日本特愿2004-215439号所记载的那样的自重消除器机构。该自重消除器机构具有对波纹管施加内压而支承晶片工作台WST的支承部、与导引面12a相对并使晶片工作台WST相对于导引面12a上浮的空气轴承部。
在框架脚座FC的突部FCa、FCb的上方,如图2所示,配置有沿Y轴方向延伸的Y轴用固定件86、87。这些Y轴用固定件86、87由设于各自的下面的未图示的气体静压轴承,例如空气轴承,相对于突部FCa、FCb的上面以规定的间隙对其进行上浮支承。这是因为,因晶片工作台WST或计测工作台MST在Y方向移动而产生的反作用力,使得固定件86、87作为对抗质体(counter mass)向反方向移动,利用动量守恒定律抵消该反作用力。Y轴用固定件86、87在本实施方式中构成为由多个永久磁铁组构成的磁极组件。
在所述晶片工作台主体28的内部形成有所述中空构件(开口部),在该中空构件(开口部)中,设有作为X轴方向的可动件的具有永久磁铁组的磁极组件90。在磁铁组件90的内部空间中,插入有沿X轴方向延伸的X轴用固定件80。该X轴用固定件80由沿着X轴方向以规定间隔配置的多个内置电枢绕组的电枢组件构成。在该情况下,利用磁极组件90和由电枢组件构成的X轴用固定件80,构成在作为第一方向的X轴方向驱动晶片工作台WST的动磁铁型X轴线性电机。
在以下说明中,对于所述X轴线性电机而言,将适当地使用与其固定件(X轴用固定件)80相同的符号,将其称作X轴线性电机80。另外,作为X轴线性电机80,也可以不用动磁铁型线性电机,而使用动线圈型线性电机。
在X轴用固定件80的长边方向两侧端部,分别固定有例如由沿Y轴方向以规定间隔配置的多个内置电枢绕组的电枢组件构成的可动件82、83。这些可动件82、83分别插入到所述的Y轴用固定件86、87的各内侧。即,在本实施方式中,利用由电气组件构成的可动件82、83和由磁极组件构成的Y轴用固定件86、87,构成在作为第二方向的Y轴方向驱动晶片工作台WST的动线圈型Y轴线性电机。
在以下说明中,对于所述的2个Y轴线性电机而言,分别使用与各自的可动件82、83相同的符号,适当地将它们称作Y轴线性电机(驱动装置、追随装置)82、83。另外,作为Y轴线性电机82、83,也可以不用动线圈型线性电机,而使用动磁铁型线性电机。
这样,晶片工作台WST由X轴线性电机80在X轴方向对其进行驱动,并且由一对Y轴线性电机82、83与X轴线性电机80一体地在Y轴方向对其进行驱动。另外,通过使Y轴线性电机82、83所产生的Y轴方向的驱动力略为不同,还可以在θz方向对晶片工作台WST进行旋转驱动。所以,利用支承晶片平台WTB的三个致动器、X轴线性电机80及Y轴线性电机82、83的驱动,可以非接触地在6个自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)对晶片平台WTB进行微小的驱动。
在所述晶片平台WTB上,设有保持晶片W的晶片夹具70。晶片夹具70具备板状的主体部;和辅助板,固定于该主体部的上面,在其中央形成有比晶片W的直径更大的圆形开口,具有疏液性(疏水性)。在该辅助板的圆形开口内部的主体部的区域,配置有多个(若干个)销,在由该多个销支承了晶片W的状态下对其进行真空吸附。在该情况下,在对晶片W进行真空吸附的状态下,该晶片W表面与辅助板的表面的高度为大致相同的高度。另外,也可以不设置辅助板,而使晶片平台WTB的表面具有疏液性。
另外,如图2所示,在晶片平台WTB的X轴方向的一端(+X侧端),利用镜面加工形成了与X轴方向正交的(在Y轴方向延伸的)反射面17X,在Y轴方向的一端(+Y侧端),同样地利用镜面加工形成了与Y轴方向正交的(在X轴方向延伸的)反射面17Y。向这些反射面17X、17Y分别投射来自构成后述的干涉仪系统118(参照图13)的X轴干涉仪46、47、来自Y轴干涉仪18的干涉仪光束(光束),通过用各干涉仪46、47、18接收各反射光,检测各反射面17X、17Y从基准位置(一般来说,在投影组件PU侧面或离轴对准系统ALG(参照图1、图13)的侧面配置固定反射镜,以其作为基准面)起的计测方向的位移。
另外,作为反射面17X、17Y,也可以不采用形成于晶片平台WTB的端面的结构,而是采用在晶片平台WTB的上面,分别设置在X轴方向延伸的具有反射面的Y移动镜及在Y轴方向延伸的具有反射面的X移动镜的结构。
对于利用这些干涉仪46、47、18进行的位置计测将在后面叙述。
所述计测工作台MST与晶片工作台WST一样,如图2所示,具备配置于底盘12上的计测工作台主体52、通过未图示的Z倾斜驱动机构安装于该计测主体52上的计测平台MTB。Z倾斜驱动机构包括在计测工作台主体52上以三点支承计测平台MTB的三个致动器(例如音圈电机或EI芯)等,通过调整各致动器的驱动,在Z轴方向、θx方向、θy方向三个自由度方向对计测平台MTB进行微小的驱动。
计测台主体52由截面为矩形框状且在X轴方向延伸的中空构件构成。在该计测台主体52的下面,设有多个、例如4个气体静压轴承(未图示),例如空气轴承,利用这些空气轴承将计测工作台MST以几μm左右的间隙非接触地上浮支承于导引面12a的上方。
在所述计测工作台主体52的内部形成有所述的中空构件(开口部),在该中空构件(开口部)中,设有作为X轴方向的可动件的具有永久磁铁组的磁极组件54。在磁极组件54的内部空间中,插入了在X轴方向延伸的X轴用固定件81。该X轴用固定件81由沿着X轴方向以规定间隔配置的多个内置电枢绕组的电枢组件构成。在该情况下,利用磁极组件54和由电枢组件构成的X轴用固定件81,构成在X轴方向驱动计测工作台MST的动磁铁型X轴线性电机。
在以下说明中,对于所述X轴线性电机而言,将适当地使用与其固定件(X轴用固定件)81相同的符号,将其称作X轴线性电机81。
在X轴用固定件81的长边方向两侧端部,分别固定有例如由沿Y轴方向以规定间隔配置的多个内置电枢绕组的电枢组件构成的可动件84、85。这些可动件84、85分别插入所述的Y轴用固定件86、87的各内侧。即,在本实施方式中,利用由电气组件构成的可动件84、85和由磁极组件构成的Y轴用固定件86、87,构成动线圈型Y轴线性电机。
在以下说明中,对于所述的2个Y轴线性电机而言,将分别使用与各个可动件84、85相同的符号,将它们适当地称作Y轴线性电机(驱动装置、追随装置)84、85。
这样,计测工作台MST由X轴线性电机81在X轴方向对其进行驱动,并且由一对Y轴线性电机84、85与X轴线性电机81一体地在Y轴方向对其进行驱动。另外,通过使Y轴线性电机84、85所产生的Y轴方向的驱动力略为不同,还可在θz方向对计测工作台MST进行旋转驱动。所以,利用支承计测平台MTB的三个致动器、X轴线性电机81及Y轴线性电机84、85的驱动,可以非接触地在6个自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)对计测平台MTB进行微小的驱动。
由之前的说明可知,在本实施方式中,由Y轴线性电机82~85、X轴线性电机80、81、驱动晶片平台WTB的未图示的微动机构、驱动计测平台MTB的未图示的驱动机构构成图13所示的工作台驱动部124。构成该工作台驱动部124的各种驱动机构由图13所示的主控制装置20控制。
计测平台MTB还具备用于进行关于曝光的各种计测的计测器类。如果对其进行进一步详细叙述,则在计测平台MTB的上面,设有由石英玻璃等玻璃材料制成的平板101。在该平板100的表面,遍布其整个面地涂敷有铬,在规定位置设置有计测器用区域、日本特开平5-21314号公报(对应的美国专利5,243,195号)等所公布的形成有多个基准标记的基准标记区域FM。
对所述计测器用区域实施图案化处理,形成了各种计测用开口图案。作为该计测用开口图案,形成有例如空间图像计测用开口图案(例如狭缝状开口图案)、照度不均计测用针孔开口图案、照度计测用开口图案、及波像差计测用开口图案等。
在空间图像计测用开口图案的下方的计测平台MTB的内部,设有隔着空间图像计测用开口图案接收经由投影光学系统PL和水而向平板101照射的曝光光的受光系统,这样就构成了例如日本特开2002-14005号公报(对应的美国专利申请公开第2002/0041377号说明书)等所公布的计测由投影光学系统PL投影的图案的空间图像(投影图像)的光强度的空间图像计测器。
另外,在照度不均计测用针孔开口图案的下方的计测平台MTB的内部,设有包括受光元件的受光系统,这样就构成了日本特开昭57-117238号公报(对应的美国专利第4,465,368号)等所公布的在投影光学系统PL的像面上接收照明光IL的具有针孔状的受光部的照度不均计测器。
另外,在照度计测用开口图案的下方的计测平台MTB的内部,设有包括受光元件的受光系统,由此构成了例如日本特开平11-16816号公报(对应的美国专利申请公开第2002/0061469号说明书)等所公布的在投影光学系统PL的像面上经由水接收照明光IL的具有规定面积的受光部的照度监视器。
另外,在波像差计测用开口图案的下方的计测平台MTB的内部,例如设有包括微透镜阵列的受光系统,由此构成了例如国际公开第99/60361号小册子(对应的欧洲专利第1,079,223号说明书)等所公布的波像差计测器。
另外,在图7中,作为计测器组43示出了所述的空间图像计测器、照度不均计测器、照度监视器及波像差计测器。
在本实施方式中,与经由投影光学系统PL和水利用曝光光(照明光)IL对晶片W进行曝光的浸液曝光对应地,在使用照明光IL的计测中所用的所述照度监视器、照度不均计测器、空间图像计测器、波像差计测器等中,经由投影光学系统PL和水接收照明光IL。由此,在平板101的表面施加了疏水涂层。
在计测平台MTB(平板101)的Y轴方向的一端(-Y侧端),利用镜面加工形成了与Y轴方向正交的(在X轴方向延伸的)反射面117Y。另外,在计测平台MTB的X轴方向的一端(+X侧端),利用镜面加工形成了与X轴方向正交的(在Y轴方向延伸的)反射面117X。另外,在计测平台MTB的角部之一(图2中为-X侧、-Y侧),形成了使沿着Y轴方向的干涉仪光束折转到X轴方向的反射面117S。
如图2所示,向反射面117Y投射来自构成干涉仪系统118的Y轴干涉仪16的干涉仪光束(测长光束),通过用干涉仪16接收其反射光,来检测反射面117Y的从基准位置起的位移。
另外,向反射面117X投射来自构成干涉仪系统118的X轴干涉仪46的干涉仪光束,通过用干涉仪46接收其反射光,来检测反射面117X的从基准位置起的位移。另外,在计测平台MTB在计测等时向投影组件PU的正下方移动的情况下,向反射面117X投射来自X轴干涉仪46的干涉仪光束,通过由干涉仪46接收其反射光,来计测反射面117X从基准位置起的位移。
另外,向反射面117S投射来自构成干涉仪系统118的X轴干涉仪21的干涉仪光束,通过由干涉仪21接收其反射光,来检测反射面117X从基准位置起的位移。
对于利用这些干涉仪16、21、46进行的位置计测将在后面叙述。
干涉仪系统118(参照图13)除了具备所述的Y轴干涉仪16、18、X轴干涉仪21、46、47以外,还具备:Z轴干涉仪22;作为计测工作台MST的追随光学构件(第二光学构件)的半反射镜30、31;作为晶片工作台WST的追随光学构件(第二光学构件)的折转反射镜32、33;如图3所示那样设于晶片工作台WST上的作为第一光学构件的三个棱镜34~36;设于计测工作台MST上的作为第一光学构件的三个(多个)棱镜37~39;配置于Y轴线性电机的固定件87的上方的固定镜(反射构件)27;Y轴干涉仪23、24;设置于Y轴线性电机的可动件82上的移动镜25;以及设置于Y轴线性电机的可动件84上的移动镜26。
固定镜27是在被支承投影组件PU的框架(未图示)支承的状态下沿着Y轴方向进行配置的,形成了一体地设置了与Y轴正交的(即、具有与移动面12a交叉的角度的)反射面(第一反射面)27a、具有与该反射面27a交叉的角度(与移动面12a相对地绕Y轴旋转了规定量的角度)的反射面(第二反射面)27b的结构(参照图5)。对于这些反射面27a、27b的详细情况将在后面叙述。
Y轴干涉仪18具有连结投影光学系统PL的投影中心(光轴AX,参照图1)和离轴对准系统ALG的检测中心的与Y轴平行的测长轴,检测晶片平台WTB的Y轴方向的位置。X轴干涉仪46是对计测平台MTB的X位置和晶片平台WTB的X位置进行选择计测的干涉系统,具有在投影光学系统PL的投影中心与Y轴干涉仪18的测长轴垂直地交叉的平行于X轴的测长轴(Y轴方向的投影中心位置的测长轴)(参照图14A)。另外,X轴干涉仪46具有通过对准系统ALG的检测中心的平行于X轴的测长轴(Y轴方向的对准中心位置的测长轴)。
X轴干涉仪46在进行曝光动作之时,利用投影中心位置的测长轴测定晶片平台WTB的X方向的位置,在进行增强型整片对准(EGA)之时,以对准中心位置的测长轴测定晶片平台WTB的X方向的位置。另外,X轴干涉仪46根据基线计测或计测器组43的计测内容,适当地使用2个测长轴来测定计测平台MTB的X方向的位置。
X轴干涉仪46可以利用Y轴方向的投影中心位置和对准中心位置分别计测晶片平台WTB或计测平台MTB的X轴方向的位置。
Y轴干涉仪16具有在投影光学系统PL的投影中心(光轴AX)与所述X轴干涉仪46的测长轴垂直地交叉的平行于Y轴方向的测长轴。
Y轴干涉仪16是具有2条光轴的多轴干涉仪,为可以独立地计测各光轴的输出值的结构。该Y轴干涉仪16的输出值(计测值)如图13所示,提供给主控制装置20,在主控制装置20中基于来自Y轴干涉仪16的输出值,还能够对计测平台MTB的Y轴方向的位置和Z偏转(yawing)量进行计测。另外,在主控制装置20中,形成了基于来自X轴干涉仪46的输出值,对计测平台MTB的X位置和摇摆(rolling)量进行计测的结构。
X轴干涉仪21具有被计测平台MTB的反射面117S折转了的平行于X轴方向的测长轴。
X轴干涉仪21是至少具有2条光轴的多轴干涉仪,可以独立地计测各光轴的输出值。该X轴干涉仪21的输出值(计测值)提供给主控制装置20,在主控制装置20中基于来自X轴干涉仪21的输出值,对计测平台MTB的X轴方向的位置进行计测。
X轴干涉仪21的计测光束由于由反射面117S和在Y轴方向延伸的固定镜27的反射面27a反射,因此,即使在计测平台MTB在Y轴方向移动时脱离了X轴干涉仪46的计测范围的情况下,也可以不中断地检测计测平台MTB的X位置。
X轴干涉仪47在晶片更换位置(装入位置)LP处检测晶片平台WTB的X轴方向的位置。
Y轴干涉仪23是具有三条光轴的多轴干涉仪,具有平行于Y轴方向的测长轴和平行于X轴方向的测长轴。该Y轴干涉仪23的输出值(计测值)提供给主控制装置20,在主控制装置20中基于来自Y轴干涉仪23的输出值,不仅可以计测可动件82(固定件80)的Y位置,而且还可以计测折转反射镜32、33的俯仰(pitching)量及偏转量。
同样地,Y轴干涉仪24是具有三条光轴的多轴干涉仪,具有平行于Y轴方向的测长轴和平行于X轴方向的测长轴。该Y轴干涉仪24的输出值(计测值)提供给主控制装置20,在主控制装置20中基于来自Y轴干涉仪24的输出值,不仅可以计测可动件84(固定件81)的Y位置,而且还可以计测半反射镜30、31的俯仰量及偏转量。
Z轴干涉仪22如图4所示,具有:在X轴方向拉开规定间隔且与Y轴方向平行地送出3条检测光束B1~B3(参照图2及图3)的送光部(光源)55a、55b、55c(适当地称作送光部55);分别设置于送光部55a~55c的+Z侧的受光部56a、56b、56c(适当地称作受光部56);分别设置于送光部55a~55c的-Z侧的受光部57a、57b、57c(适当地称作受光部57)。
半反射镜30、31在X轴方向及Y轴方向分别拉开规定间隔地安装于Y轴线性电机的可动件84上。半反射镜30作为分支光学系统将由Z轴干涉仪22的送光部55a、55b分别送出的检测光束B1、B2分支为被折转成与X轴方向平行的反射光束(第二光束)BR1、BR2和透射光束(第一光束)BT1、BT2,作为分支光学系统,Z位置(与移动面12a正交的高度位置)相同。分支出的反射光束BR1、BR2如图3所示,设定有在Y轴方向拉开了间隔的光路。半反射镜31作为第二光学构件将由Z轴干涉仪22的送光部55c送出的检测光束B3分支为被折转成与X轴方向平行的反射光束BR3和透射光束BT3。
折转反射镜32、33在X轴方向及Y轴方向分别拉开规定间隔地安装于Y轴线性电机的可动件82上。折转反射镜32使由Z轴干涉仪22的送光部55c送出并透过了半反射镜31的透射光束BT3折向晶片平台WTB(以下将由折转反射镜32反射后的透射光束BT3称作反射光束BT3)。折转反射镜33使由Z轴干涉仪22的送光部55a、55b送出并透过了半反射镜30的透射光束BT1、BT2折向晶片平台WTB。所反射的光束BT1、BT2(以下将由折转反射镜33反射后的透射光束BT1、BT2称作反射光束BT1、BT2)分别设定有朝向晶片平台WTB并在Y轴方向拉开规定间隔的光路。
另外,在所述可动件84上,在半反射镜30、31附近设有在Y轴方向延伸的温度调整装置9。温度调整装置9向半反射镜30、31的周围空间送出被调整为温度与曝光装置100内的温度相同的调温气体(例如空气),由此进行光束B1~B3(BR1~BR3)的光路的温度调整。
同样地,在可动件82上,在折转反射镜32、33附近设有沿Y轴方向延伸的温度调整装置8。温度调整装置8向折转反射镜32、33的周围空间送出被调整为温度与曝光装置100内的温度相同的调温气体,由此进行光束B1~B3(BT1~BT3)的光路的温度调整。
在反射光束BT3的光路上配置有与折转反射镜32光学耦合的棱镜(第一光学系统)34,在反射光束BT1、BT2的光路上分别配置有分别与折转反射镜33光学耦合的棱镜(第一光学系统)35、36。这些棱镜34~36如图3所示,在晶片平台WTB的周围配置于在平面上形成三角形的位置处。即,从图1~图3可知,棱镜34~36设置于晶片夹具70的下方,并且设置于晶片工作台主体28上,使得在水平方向(X方向和Y方向)不比晶片夹具70更突出。同样地,后述的棱镜34A及棱镜35A也设置于晶片夹具70的下方,并且设置于晶片工作台主体28上,使得在水平方向(X方向及Y方向)上不比晶片夹具70更突出。
如图2及图5所示,棱镜36配置于晶片工作台主体28的+Y侧侧面的-X侧,并且配置于+Z侧端部附近,作为分支光学构件,将通过与折转反射镜33光学耦合而入射的反射光束BT2分支为平行于X轴方向的计测光束(第一计测光束)BT21、与移动面12a交叉(例如与移动面12a交叉15°左右)而包含Z轴方向成分的计测光束(第二计测光束)BT22。在图5中,为了方便起见省略了棱镜35的图示。
所分支出的计测光束BT21向固定镜27的反射面27a射出,由反射面27a向该棱镜36反射。另外,所分支出的计测光束BT22向反射面27b射出,由反射面27b向该棱镜36反射。反射面27b被设定为如下的大小,即,在计测光束BT22及后述的计测光束BT12、BT32的光路伴随着晶片平台WTB(晶片工作台WST)在X轴方向的移动而移动之时,也可以将计测光束BT22(以及计测光束BT12、BT32)向棱镜36(以及后述的棱镜35A、34A)反射。
图6是表示反射光束BT2的光路的图。
棱镜36例如是使2个棱镜夹着偏振光分束镜57而一体地构成的棱镜,在与固定镜27相对的面上,设有1/4λ板58。射入棱镜36的反射光束BT2由分束镜57分支,图中,如实线所示,透过了分束镜57的光束透过1/4λ板58,作为计测光束BT21射出。由反射面27a反射的计测光束BT21透过1/4λ板58而入射到棱镜36。两次透过1/4λ板58的计测光束BT21由分束镜57及在棱镜36内反射,在与先前的射出不同的Z位置(-Z侧),从棱镜36经由1/4λ板58向反射面27a射出。由反射面27a反射了的计测光束BT21再次经由1/4λ板58而入射到棱镜36,透过分束镜57而从棱镜36射出。从棱镜36射出的计测光束BT21的Z位置被设定为受光部57b的Z位置,由反射面27a反射了的计测光束BT21经由折转反射镜33(图6中未图示,参照图3),被Z轴干涉仪22的受光部57b接收。
另一方面,从送光部55b入射到棱镜36、并如图中双点划线所示那样由分束镜57反射了的反射光束BT2在棱镜36内反射,透过1/4λ板58,作为计测光束BT22向+Z侧弹起,在此状态下,并且以与反射面27b正交的角度向反射面27b射出。由反射面27b反射了的计测光束BT22透过1/4λ板58而入射到棱镜36。两次透过1/4λ板58的计测光束BT22在棱镜36内反射后透过分束镜57,进而在反射镜36内反射,在与先前的射出不同的Z位置(-Z侧),从棱镜36经由1/4λ板58向反射面27b射出。由反射面27b反射了的计测光束BT22再次经由1/4λ板58而入射到棱镜36,在棱镜36内和由分束镜57反射,在与计测光束BT21大致相同的位置的Z位置处从棱镜36射出。从棱镜36射出的计测光束BT22经由折转反射镜33被Z轴干涉仪22的受光部57b接收。
在棱镜36的Z位置,即、晶片平台WTB的Z位置一定的情况下,由Z轴干涉仪22检测出的计测光束BT21、BT22的光路长度的差也一定,然而,当晶片平台WTB的Z位置伴随着棱镜36而变动时,计测光束BT21、BT22的光路长度的差也将因计测光束BT22的光路长度发生变化而产生变动。这样,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部57b接收到的计测光束BT21、BT22的光路长度的差,检测晶片平台WTB的Z位移。
具体来说,当将向反射面27b射出的计测光束BT22的弹起角(与XY平面交叉的角度)设为θ、将晶片平台WTB的Z位置变动时计测光束BT22的光路长度的变化量设为ΔL时,作为晶片平台WTB(棱镜36)的Z位移的ΔZ由以下的式子来表示。
ΔZ=ΔL/sinθ...(1)
即,在主控制装置20中,通过计测光路长度的变化量ΔL,可以检测出晶片平台WTB的Z位移ΔZ。
另外,在棱镜36中利用式(1)检测出的Z位移为从棱镜36与XY平面平行地射出的计测光束BT21、与向+Z侧弹起的计测光束BT22交叉的计测点VP36(参照图5及图6)处的Z位移。
棱镜34、35如图3所示,由于配置于晶片平台WTB的下方(-Z侧)的晶片工作台主体28上,因此棱镜的X轴方向的位置的不同,有可能使得从棱镜向反射面27b向+Z侧弹起地射出的计测光束被晶片平台WTB遮挡。因此,在本实施方式中,对于棱镜34、35而言,将射入棱镜34、35的反射光束BT1、BT3暂时向-Z侧折转,再利用其它的光学构件使之向+Z侧弹起地射向反射面27b。
具体来说,如图2及图7所示,棱镜35配置于晶片工作台主体28上,作为分支光学构件,将通过与折转反射镜33进行光学耦合而入射的反射光束BT1分支为平行于X轴方向的计测光束(第一计测光束)BT11、和与Z轴平行地朝向-Z侧的计测光束(第二计测光束)BT12。另外,图7中,为了方便起见省略了棱镜36的图示。在棱镜35的下方(-Z侧),配置有棱镜(第二光学部)35A,其使从棱镜35射出的计测光束BT12折转,使得与移动面12a交叉(例如与移动面12a交叉15°左右),并且以与反射面27b正交的角度向反射面27b的方向弹起。棱镜35A的Z位置被设定为如下的高度,即,所折转的计测光束BT12不会被晶片平台WTB遮挡。
另外,棱镜35及棱镜35A如图1所示,隔着垫片42及垫片42A固定于晶片工作台主体28上,使得经由棱镜35射出的计测光束BT11、BT12的光路与经由棱镜36射出的计测光束BT21、BT22的光束不会重合,如图3所示,计测光束BT11、BT12与计测光束BT21、BT22在Y轴方向是分开的、互不干涉。
图8是表示反射光束BT1的光路的图。
棱镜35例如是使2个棱镜夹着偏振光分束镜59而一体地构成的棱镜,在与固定镜27相对的面上,设有1/4λ板60。另外,在棱镜35A的与固定镜27相对的面上,设有1/4λ板60A。
射入棱镜35的反射光束BT1被分束镜59分支,图中,如实线所示,透过了分束镜59的光束透过1/4λ板60,作为计测光束BT11射出。由反射面27a反射的计测光束BT11透过1/4λ板60而射入棱镜35。两次透过1/4λ板60的计测光束BT11由分束镜59及在棱镜35内反射,在与先前的射出不同的Z位置(-Z侧)从棱镜35经由1/4λ板60向反射面27a射出。由反射面27a反射了的计测光束BT11再次经由1/4λ板60而射入棱镜35,透过分束镜59而从棱镜35射出。从棱镜35射出的计测光束BT11的Z位置设定为受光部57a的Z位置,由反射面27a反射了的计测光束BT11经由折转反射镜33(图8中未图示,参照图3)被Z轴干涉仪22的受光部57a接收。
另一方面,从送光部55a射入棱镜35,并如图中双点划线所示那样由分束镜59反射的反射光束BT1被折转,从棱镜35作为计测光束BT12向-Z侧射出而射入棱镜35A,并向+Z侧弹起,在此状态下,并且以与反射面27b正交的角度,经由1/4λ板60A向该反射面27b射出。由反射面27b反射了的计测光束BT12透过1/4λ板60A射入棱镜35A后,被折转而射入棱镜35。两次透过1/4λ板60A的计测光束BT12透过分束镜59,在棱镜35内反射后再次透过分束镜59而射入棱镜35A。射入了棱镜35A的计测光束BT12在与先前的射出不同的Z位置(-Z侧),从棱镜35A经由1/4λ板60A而向反射面27b射出。由反射面27b反射了的计测光束BT12再次经由1/4λ板60A射入棱镜35A,并被折转,进而由分束镜59反射,在与计测光束BT11大致相同的位置的Z位置处从棱镜35射出。从棱镜35射出的计测光束BT12经由折转反射镜33被Z轴干涉仪22的受光部57a接收。
这样,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部57a接收的计测光束BT11、BT12的光路长度的差,使用上述的式(1)可以检测出晶片平台WTB的Z位移。
另外,在棱镜35中也与棱镜36一样,利用上述的式(1)检测出的Z位移为从棱镜35与XY平面平行地射出的计测光束BT11、与向+Z侧弹起的计测光束BT12交叉的计测点VP35(参照图7)处的Z位移。
同样地,棱镜34配置于晶片工作台主体28的-Y侧侧面的X轴方向大致中央,并且配置于+Z侧端部附近,作为分支光学构件,将通过与折转反射镜32光学耦合而入射的反射光束BT3分支为平行于X轴方向的计测光束(第一计测光束)BT31、和与Z轴平行且朝向-Z侧的计测光束(第二计测光束)BT32。在棱镜34的下方(-Z侧),配置有棱镜(第二光学部)34A,其使从棱镜34射出的计测光束BT32折转,使得与移动面12a交叉(例如与移动面12a交叉15°左右),并且以与反射面27b正交的角度向反射面27b的方向弹起。棱镜34A的Z位置设定为如下的高度,即,被折转的计测光束BT32不会被晶片平台WTB遮挡。
另外,由于中间存在棱镜34的反射光束BT3的光路与图8所示的反射光束BT1的光路相同,因此在图8中使用与反射光束BT3对应的符号,并在这里进行简单的说明,反射光束BT3从送光部55c经由折转反射镜32射入棱镜34,分支为由固定镜27的反射面27a反射的计测光束BT31、和由反射面27b反射的计测光束BT32。此外,各个计测光束BT31、BT32以比反射光束BT3更靠-Z侧的高度从棱镜34射出,被Z轴干涉仪22的受光部57c接收。
这样,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部57c接收的计测光束BT31、BT32的光路长度的差,使用上述的式(1)可以检测出晶片平台WTB的Z位移。
此外,在棱镜34中也与棱镜35、36一样,利用上述的式(1)检测出的Z位移为从棱镜34与XY平面平行地射出的计测光束BT31、与向+Z侧弹起的计测光束BT32交叉的计测点VP34(参照图7)处的Z位移。
回到图3,在由半反射镜30反射的反射光束BR1、BR2的光路上分别配置有棱镜(第二光学系统)39、38,在反射光束BR3的光路上配置有棱镜(第二光学系统)37。这些棱镜37~39如图3所示,在计测平台MTB的周围配置于在平面上形成三角形的位置处。即,从图1~图3中可知,棱镜37~39设置于平板101的下方,并且设置于计测工作台主体52上,使得在水平方向(X方向及Y方向)不比平板101更突出。同样地,后述的棱镜37A及棱镜39A也设置于平板101的下方,并且设置于计测工作台主体52上,使得在水平方向(X方向及Y方向)不比平板101更突出。
如图9所示,棱镜38配置于计测工作台主体52的-Y侧侧面的-X侧,并且配置于+Z侧端部附近,作为分支光学构件,将通过与半反射镜30光学耦合而入射的反射光束BR2分支为平行于X轴方向的计测光束(第一计测光束)BR21、和与固定镜27的反射面27b正交的计测光束(第二计测光束)BR22。另外,在图9中,为了方便起见省略了棱镜37的图示。
分支出的计测光束BR21向固定镜27的反射面27a射出,由反射面27a向该棱镜38反射。另外,分支出的计测光束BR22向反射面27b射出,由反射面27b向该棱镜38反射。反射面27b设定为如下的大小,即,在计测光束BR22及后述的计测光束BR12、BR32的光路伴随着计测平台MTB(晶片工作台WST)向X轴方向的移动而移动之时,也可以将计测光束BR22向棱镜38(及后述的棱镜39A、37A)反射。
图10是表示反射光束BR2的光路的图。
在本实施方式中,棱镜37~39以光束从Z轴干涉仪22向所述晶片工作台WST的棱镜34~36射入的高度、与向Z轴干涉仪22射出的高度的差量(即,送光部55a~55c与受光部57a~57c的距离),相对于棱镜34~36配置于+Z侧。因此,在棱镜37~39中,反射光束在计测光束从棱镜34~36射出的位置处射入,相反,计测光束从反射光束射入棱镜34~36的位置处射出。
即,棱镜38例如是使2个棱镜夹着偏振光分束镜157一体地构成的棱镜,在与固定镜27相对的面上,设有1/4λ板158。射入棱镜38的反射光束BR2由分束镜157分支,图中,如实线所示,透过了分束镜157的光束透过1/4λ板158,作为计测光束BR21射出。由反射面27a反射的计测光束BR21透过1/4λ板158而射入棱镜38。两次透过1/4λ板158的计测光束BR21由分束镜157及在棱镜38内反射,在与先前的射出不同的Z位置(+Z侧),从棱镜38经由1/4λ板158向反射面27a射出。由反射面27a反射了的计测光束BR21再次经由1/4λ板158射入棱镜38,并透过分束镜157而从棱镜38射出。从棱镜38射出的计测光束BR21的Z位置设定为高度与晶片工作台WST的情况不同的受光部56b的Z位置,由反射面27a反射的计测光束BR21经由半反射镜30(图10中未图示,参照图3)被Z轴干涉仪22的受光部56b接收。
另一方面,从送光部55b射入棱镜38,并如图中双点划线所示那样由分束镜157反射的反射光束BR2在棱镜38内反射,透过1/4λ板158,作为计测光束BR22向+Z侧弹起,在此状态下,并且以与反射面27b正交的角度向反射面27b射出。由反射面27b反射的计测光束BR22透过1/4λ板158而射入棱镜38。两次透过1/4λ板158的计测光束BR22在棱镜38内反射后透过分束镜157,进而在反射镜38内反射,在与先前的射出不同的Z位置(+Z侧),从棱镜38经由1/4λ板158向反射面27b射出。由反射面27b反射了的计测光束BR22再次经由1/4λ板158射入棱镜38,在棱镜38内及由分束镜157反射,在与计测光束BR21大致相同的位置的Z位置处从棱镜38射出。从棱镜38射出的计测光束BR22经由半反射镜30被Z轴干涉仪22的受光部56b接收。
在计测工作台MST中,在棱镜38的Z位置,即、计测平台MTB的Z位置一定的情况下,由Z轴干涉仪22检测出的计测光束BR21、BR22的光路长度的差也一定,然而,当计测平台MTB的Z位置伴随着棱镜38而变动时,计测光束BR21、BR22的光路长度的差也将因计测光束BR22的光路长度发生变化而产生变动。这样,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部56b接收到的计测光束BR21、BR22的光路长度的差,通过使用上述的式(1),可检测出计测平台MTB的Z位移。
对于计测工作台MST的情况而言,也与晶片工作台WST的情况相同,在棱镜38中利用式(1)检测出的Z位移为从棱镜38与XY平面平行地射出的计测光束BR21、与向+Z侧弹起的计测光束BR22交叉的计测点VP38(参照图9及图10)处的Z位移。
接下来,对棱镜37、39进行说明。
在计测工作台MST中,由于棱镜也是配置于计测平台MTB的下方(-Z侧)的计测工作台主体52上,因此,棱镜的X轴方向的位置不同,有可能使得从棱镜向反射面27b向+Z侧弹起地射出的计测光束被计测平台MTB遮挡。因此,在本实施方式中,对于棱镜37、39而言,也使用棱镜37A、39A,将射入棱镜37、39的反射光束BR1、BR3暂时向-Z侧折转,再向+Z侧弹起地射向反射面27b。
具体来说,如图11所示,棱镜39配置于计测工作台主体52的-Y侧侧面的+X侧,并且配置于+Z侧端部附近,作为分支光学构件,将通过与半反射镜30光学耦合而入射的反射光束BR1分支为平行于X轴方向的计测光束(第一计测光束)BR11、和与Z轴平行且朝向-Z侧的计测光束(第二计测光束)BR12。另外,在图7中,为了方便起见省略了棱镜38的图示。在棱镜39的下方(-Z侧),配置有棱镜(第二光学部)39A,其使从棱镜39射出的计测光束BR12折转,使得以与反射面27b正交的角度向朝向反射面27b的方向弹起。棱镜39A的Z位置设定为如下的高度,即,被折转的计测光束BR12不会被计测平台MTB遮挡。
棱镜39及棱镜39A如图1所示,隔着垫片142及垫片142A固定于计测工作台主体52上,使得经由棱镜39射出的计测光束BR11、BR12的光路与经由上述棱镜38射出的计测光束BR21、BR22的计测光束不会重合,如图3所示,计测光束BR11、BR12与计测光束BR21、BR22在Y轴方向是分开的、互不干涉。
图12是表示反射光束BR1的光路的图。
棱镜39例如是使2个棱镜夹着偏振光分束镜159一体地构成的棱镜,在与固定镜27相对的面上,设有1/4λ板160。另外,在棱镜39A的与固定镜27相对的面上,设有1/4λ板160A。
射入棱镜39的反射光束BR1由分束镜159分支,图中,如实线所示,透过了分束镜159的光束透过1/4λ板160,作为计测光束BR11射出。由反射面27a反射的计测光束BR11透过1/4λ板160而射入棱镜39。两次透过1/4λ板160的计测光束BR11由分束镜159及在棱镜39内反射,在与先前的射出不同的Z位置(+Z侧),从棱镜39经由1/4λ板160向反射面27a射出。由反射面27a反射了的计测光束BR11再次经由1/4λ板160射入棱镜39,并透过分束镜159而从棱镜39射出。从棱镜39射出的计测光束BR11的Z位置设定为受光部56a的Z位置,由反射面27a反射的计测光束BR11经由半反射镜30(图12中未图示,参照图3)被Z轴干涉仪22的受光部56a接收。
另一方面,从送光部55a射入棱镜39,并如图中双点划线所示那样由分束镜159反射的反射光束BR1被折转,从棱镜39作为计测光束BR12向-Z侧射出,射入棱镜39A,并向+Z侧弹起,在此状态下,并且以与反射面27b正交的角度,经由1/4λ板160A向该反射面27b射出。由反射面27b反射了的计测光束BT12透过1/4λ板160A而射入棱镜39A后被折转,射入棱镜39。两次透过1/4λ板160A的计测光束BR12透过分束镜159,在棱镜39内反射后再次透过分束镜159而射入棱镜39A。射入棱镜39A的计测光束BR12在与先前的射出不同的Z位置(+Z侧),从棱镜39A经由1/4λ板160A向反射面27b射出。由反射面27b反射了的计测光束BR12再次经由1/4λ板160A射入棱镜39A,并被折转,进而由分束镜159反射,在与计测光束BR11大致相同的位置的Z位置处从棱镜39射出。从棱镜39射出的计测光束BR12经由半反射镜30被Z轴干涉仪22的受光部56a接收。
这样,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部56a接收的计测光束BR11、BR12的光路长度的差,使用上述的式(1)可以检测出计测平台MTB的Z位移。
在棱镜39中利用式(1)检测出的Z位移为从棱镜39与XY平面平行地射出的计测光束BR11、与向+Z侧弹起的计测光束BR12交叉的计测点VP39(参照图11)处的Z位移。
同样地,棱镜37配置于计测工作台主体52的+Y侧侧面的X轴方向大致中央,并且配置于+Z侧端部附近(参照图2),作为分支光学构件,将通过与半反射镜30光学耦合而入射的反射光束BR3分支为平行于X轴方向的计测光束(第一计测光束)BR31、和与Z轴平行且朝向-Z侧的计测光束(第二计测光束)BR32。在棱镜37的下方(-Z侧),配置有棱镜(第二光学部)37A,其使从棱镜37射出的计测光束BR32折转,使得以与反射面27b正交的角度向朝向反射面27b的方向弹起。棱镜37A的Z位置设定为如下的高度,即,被折转的计测光束BR32不会被计测平台MTB遮挡。
另外,由于中间存在棱镜37的反射光束BR3的光路与图12所示的反射光束BR1的光路相同,因此在图12中使用与反射光束BR3对应的符号,在这里进行简单的说明,反射光束BR3从送光部55c经由半反射镜30射入棱镜37,分支为由固定镜27的反射面27a反射的计测光束BR31、由反射面27b反射的计测光束BR32。此外,各个计测光束BR31、BR32以比反射光束BR3更靠+Z侧的高度从棱镜37射出而由Z轴干涉仪22的受光部56c接收。
这样,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部56c接收的计测光束BR31、BR32的光路长度的差,使用上述的式(1)可以检测出计测平台MTB的Z位移。
此外,在棱镜37中利用式(1)检测出的Z位移为从棱镜37与XY平面平行地射出的计测光束BR31、与向+Z侧弹起的计测光束BR32所交叉的计测点VP37(参照图11)处的Z位移。
另外,在本实施方式的曝光装置100中,在保持投影组件PU的保持构件上,设有离轴对准系统(以下称作对准系统)ALG。作为该对准系统ALG,例如使用如下的图像处理方式的FIA(Field ImageAlignment)类的传感器,即,向对象标记照射不使晶片上的抗蚀剂感光的宽频的检测光束,使用摄像元件(CCD等)拍摄由来自该对象标记的反射光成像于受光面上的对象标记的像与未图示的指标(设于对准系统ALG内的指标板上的指标图案)的像,并输出它们的摄像信号。来自对准系统ALG的摄像信号被提供给图13所示的主控制装置20。
在本实施方式的曝光装置100中,虽然在图1中省略了图示,但是设有由照射系统90a、受光系统90b(参照图13)构成的、与例如在日本特开平6-283403号公报(对应的美国专利第5,448,332号)等所公布的系统相同的斜入射方式的多点焦点位置检测系统。
在图13中,示出了曝光装置100的控制系统的主要结构。
该控制系统是以由对整个装置统一地进行控制的微机(或工作站)构成的主控制装置20为中心而构成的。另外,主控制装置20连接有存储器MEM、CRT显示器(或液晶显示器)等显示器DIS。
下面,参照图2、3对如上述那样构成的曝光装置100之中的干涉仪系统118的动作进行说明。
在本实施方式中,来自Y轴干涉仪18的干涉仪光束在晶片工作台WST的移动范围的整个区域中总是向反射面17Y投射,来自Y轴干涉仪16的干涉仪光束在计测工作台MST的移动范围的整个区域中总是向反射面117Y投射。所以,对于Y轴方向,总是利用主控制装置20,基于Y轴干涉仪16、18的计测值来管理工作台WST、MST的位置。
另一方面,主控制装置20仅在来自X轴干涉仪46的干涉仪光束向反射面17X照射的范围内,基于X轴干涉仪46的输出值来管理晶片平台WTB(晶片工作台WST)的X位置,并且仅在来自X轴干涉仪46的干涉仪光束向反射面117X照射的范围内,基于X轴干涉仪46的输出值来管理计测平台MTB(计测工作台MST)的X位置。所以,在无法基于X轴干涉仪46的输出值来管理X位置的期间,例如在晶片更换位置(装入位置)LP附近的晶片平台WTB的X位置,是基于X轴干涉仪47的输出值来管理的。另一方面,在基于X轴干涉仪46的输出值无法管理X位置的期间的计测平台MTB的X位置,是基于X轴干涉仪21的输出值来管理的。
接下来,对利用Z轴干涉仪22进行的Z位置计测进行说明。
在沿着移动面12a相对于固定件80在X方向对晶片工作台WST进行驱动时,虽然折转反射镜32、33与晶片工作台WST的相对位置发生变动,然而,由于基本上可以维持折转反射镜32、33与棱镜34~36在Y轴方向及Z轴方向的相对位置,因此可以维持折转反射镜32、33与棱镜34~36的光学耦合,从Z轴干涉仪22射出的检测光束B1~B3(反射光束BT1~BT3)追随晶片工作台WST(晶片平台WTB)的移动而射入棱镜34~36。此外,射入棱镜34~36的反射光束BT1~BT3分支为计测光束BT11、BT21、BT31和计测光束BT12、BT22、BT32,即使在晶片工作台WST沿X轴方向移动之时,也可以在分别由固定镜27的反射面27a、27b反射后,由受光部57a~57c接收。
另外,在利用Y轴线性电机82、83的驱动,沿着移动面12a相对于固定件86、87在Y轴方向驱动晶片工作台WST之时,由于设于可动件82上的折转反射镜32、33也伴随着晶片工作台WST的移动进行追随移动,因此检测光束B1~B3(反射光束BT1~BT3)追随晶片工作台WST(晶片平台WTB)的移动而射入棱镜34~36。此后,射入棱镜34~36的反射光束BT1~BT3分支为计测光束BT11、BT21、BT31和计测光束BT12、BT22、BT32,即使在晶片工作台WST在Y轴方向移动之时,由于固定镜27的反射面27a、27b设置成在Y轴方向延伸,因此不会有Z轴计测中断的情况,在分别由反射面27a、27b反射后,由受光部57a~57c接收。
主控制装置20基于经由各棱镜34~36而接收的计测光束,针对棱镜34~36的每个位置使用上述的式(1)检测晶片平台WTB(晶片W)的Z位置(Z位移),并且根据所得到的3个部位的Z位移检测俯仰量、摇摆量等晶片平台WTB的倾斜量。
具体来说,如图14所示,在为了方便起见,而将棱镜35、36沿着X轴方向配置,将与各棱镜34~36对应的计测点VP34~VP36配置于在X轴方向分开距离Lx、在Y轴方向分开距离Ly的三角形的顶点的情况下,当将各计测点VP34~VP36的Z位移分别设为Z34~Z36时,晶片平台WTB的摇摆量θy与俯仰量θx可以利用以下的式子求得。
θy=(Z36-Z35)/Lx...(2)
θx=(Z34-(Z36+Z35)/2)/Ly...(3)
另外,如图15A及图15B所示,例如晶片平台WTB内的位置等、任意的位置VPn处的Z位移Zn可以利用以下的式子求得。
Zn=Z36-(Z35-Z36)×Dx/Lx+{Z34-(Z36+Z35)/2}×Dy/Ly
=Z36×(Lx+Dx)/Lx-Z35×(Dx/Lx)+{Z34-(Z36+Z35)/2}×Dy/Ly...(4)
另一方面,在向Y轴方向驱动晶片工作台WST时,在可动件82产生了俯仰的情况下,使用经由所述折转反射镜32、33的检测光束B1~B3(反射光束BT1~BT3)检测出的晶片平台WTB的Z位置、摇摆量及俯仰量,包含折转反射镜32、33的俯仰误差(光学误差)。所以,作为修正装置的主控制装置20基于平行于Y轴干涉仪23的Y轴方向的2条测长轴,求折转反射镜32、33的俯仰量,使用所求出的俯仰量,修正晶片平台WTB的Z位置、摇摆量及俯仰量。
另外,除了使用平行于Y轴方向的2条测长轴以外,也可以还使用平行于X轴方向的2条测长轴(其中的1条测长轴兼用作Y轴的测长轴)来求折转反射镜32、33的偏转量,与折转反射镜32、33的俯仰量和偏转量对应地修正晶片平台WTB的位置。
这样,主控制装置20基于所得到的晶片平台WTB的Z位置、摇摆量及俯仰量,驱动支承晶片平台WTB的三个致动器,进行水平调整,使得晶片W的表面位于投影光学系统PL的焦点位置,并且使之与照明光IL的光轴AX正交。
对于计测工作台MST而言,也与晶片工作台WST一样,在沿着移动面12a相对于固定件81在X轴方向驱动计测工作台MST之时,虽然半反射镜30、31与计测工作台MST的相对位置发生变动,然而,由于基本上可以维持半反射镜30、31与棱镜37~39在Y轴方向及Z轴方向的相对位置,因此可以维持半反射镜30、31与棱镜37~39的光学耦合,从Z轴干涉仪22射出的检测光束B1~B3(反射光束BR1~BR3)追随计测工作台MST(计测平台MTB)的移动而射入棱镜37~39。然后,射入棱镜37~39的反射光束BR1~BR3分支为计测光束BR11、BR21、BR31和计测光束BR12、BR22、BR32,即使在计测工作台MST在X轴方向移动之时,也可以在分别由固定镜27的反射面27a、27b反射后,由受光部56a~56c接收。
另外,在利用Y轴线性电机84、85的驱动,沿着移动面12a相对于固定件86、87在Y轴方向驱动计测工作台MST之时,由于设于可动件84上的半反射镜30、31也伴随着计测工作台MST的移动进行追随移动,因此检测光束B1~B3(反射光束BR1~BR3)追随计测工作台MST(计测平台MTB)的移动而射入棱镜37~39。此后,射入棱镜37~39的反射光束BR1~BR3分支为计测光束BR11、BR21、BR31和计测光束BR12、BR22、BR32,即使在计测工作台MST在Y轴方向移动之时,由于固定镜27的反射面27a、27b设置为在Y轴方向延伸,因此不会有Z轴计测中断的情况,在分别由反射面27a、27b反射后,由受光部56a~56c接收。
这样,主控制装置20基于经过各棱镜37~39而接收的计测光束,对于棱镜37~39的每个位置使用所述的式(1)检测出计测平台MTB的Z位置(Z位移),并且根据所得到的3个部位的Z位移检测出俯仰量、摇摆量等计测平台MTB的倾斜量。
具体来说,如图16所示,在为了方便起见,而将棱镜38、39沿着X轴方向配置,将与各棱镜37~39对应的计测点VP37~VP39配置于在X轴方向分开距离Lx、在Y轴方向分开距离Ly的三角形的顶点的情况下,当将各计测点VP37~VP39的Z位移分别设为Z37~Z39时,计测平台MTB的摇摆量θy与俯仰量θx可以利用以下的式子求得。
θy=(Z39-Z38)/LMx...(5)
θx=(Z37-(Z39+Z38)/2)/LMy...(6)
另一方面,在向Y轴方向驱动计测工作台MST时,可动件84产生了俯仰的情况下,使用经由所述半反射镜30、31的检测光束B1~B3(反射光束BR1~BR3)检测出的计测平台MTB的Z位置、摇摆量及俯仰量,包含半反射镜30、31的俯仰误差(光学误差)。所以,作为修正装置的主控制装置20基于平行于Y轴干涉仪24的Y轴方向的2条测长轴,求半反射镜30、31的俯仰量,使用所求出的俯仰量,修正计测平台MTB的Z位置、摇摆量及俯仰量。
另外,除了使用平行于Y轴方向的2条测长轴以外,也可以还使用平行于X轴方向的2条测长轴(其中的1条测长轴兼用作Y轴的测长轴)来求出半反射镜30、31的偏转量,并与半反射镜30、31的俯仰量和偏转量对应地修正计测平台MTB的位置。
然后,主控制装置20基于所得到的计测平台MTB的Z位置、摇摆量及俯仰量,驱动支承计测平台MTB的三个致动器,进行水平调整,使得平板101的表面定位于规定的Z位置,并且使之与照明光IL的光轴AX正交。
由于在驱动这些晶片工作台WST、计测工作台MST时,送出由温度调整装置8、9进行了温度调整的空气,对折转反射镜32、33、半反射镜30、31进行追随移动的空间进行温度调整,因此可以抑制由检测光束B1~B3(计测光束BR11、12、BR21、22、BR31、32、BR11、BR12、BR21、BR22、BR31、BR32)产生的热量,造成空气波动等不良影响。
下面,参照图17~图19对使用了晶片工作台WST和计测工作台MST的并行处理动作进行说明。
另外,在以下的动作中,利用主控制装置20,如前所述地进行浸液装置132的液体供给装置288及液体回收装置292的各阀的开闭控制,在投影光学系统PL的头透镜91的正下方总是充满水,然而,在以下的说明中,为了使说明更为容易,省略关于液体供给装置288及液体回收装置292的控制的说明。
图17A中,示出了对晶片工作台WST上的晶片W(在此,例如设为一批的最后的晶片)进行分步扫描方式的曝光的状态。此时,计测工作台MST在不与晶片工作台WST冲突(接触)的规定的待机位置上待机。
所述的曝光动作是通过由主控制装置20,基于事前进行的例如增强型整片对准(EGA)等晶片对准的结果及最新的对准系统ALG的基线计测结果等,反复进行如下的动作来进行的,即,用于对晶片W上的各拍摄(shot)区域进行曝光的向扫描开始位置(加速开始位置)移动晶片工作台WST的拍摄期间移动动作;将形成于针对各拍摄区域的母版R上的图案以扫描曝光方式进行转印的扫描曝光动作。
另外,与晶片对准一起,使用照射系统90a、受光系统90b进行针对晶片W的焦点位置检测,将晶片W的表面定位于投影光学系统PL的焦点位置。针对晶片W的焦点位置检测,即、向晶片照射来自照射系统90a的检测光的位置设定为未充满水的位置,对于最初要进行曝光处理的拍摄区域(第一拍摄区域),在该拍摄区域浸渍于水中以前的位置进行焦点位置检测。然后,在进行对该第一拍摄区域的曝光处理的期间也继续进行来自照射系统90a的检测光照射,收集照射了检测光的拍摄区域的焦点位置信息。然后,在针对第一拍摄区域的曝光处理结束而实施针对下一个拍摄区域(第二拍摄区域)的曝光处理之时,使用在对第一拍摄区域的曝光处理中所收集的焦点位置信息,将第二拍摄区域的表面定位于投影光学系统PL的焦点位置。
这样,对于第二拍摄区域以后的拍摄区域而言,使用在先前所进行的曝光处理中所检测、收集的焦点位置信息来进行向投影光学系统PL的焦点位置的定位。换言之,由于不需要另外设置焦点位置信息的检测工序,因此就可以提高生产量。
在此,移动所述晶片工作台WST的拍摄期间移动动作是通过主控制装置20监视干涉仪18、46的计测值,并且控制X轴线性电机及Y轴线性电机82、83的驱动来进行的。另外,所述扫描曝光是通过主控制装置20监视干涉仪18、46及母版干涉仪116的计测值,并且控制母版台驱动部11以及Y轴线性电机82、83(及X轴线性电机80),来使母版R(母版台RST)和晶片W(晶片工作台WST)在Y轴方向进行相对扫描,在该相对扫描中的加速结束后和减速开始前不久的期间的匀速移动时,使母版R(母版台RST)和晶片W(晶片工作台WST)相对于照明光IL的照明区域在Y轴方向进行匀速同步移动来实现的。而且,所述的曝光动作是在头透镜91与晶片W之间保持有水的状态下进行的。
然后,在晶片工作台WST侧,在针对晶片W的曝光结束的阶段,主控制装置20基于干涉仪16、21的计测值,控制Y轴线性电机84、85及X轴线性电机81,使计测工作台MST(计测平台MTB)移动至图17B所示的位置。在该图17B的状态下,计测平台MTB的+Y侧面与晶片平台WTB的-Y侧面接触。另外,也可以监视干涉仪16、18的计测值,使计测平台MTB与晶片平台WTB在Y轴方向例如分开300μm左右(水不会因表面张力而漏出的间隙),而维持非接触状态。
另外,如前所述,棱镜34~36、棱镜34A及棱镜35A设置于晶片夹具70的下方,并且设置于晶片工作台主体28上,使得在水平方向(X方向及Y方向)不会比晶片夹具70更突出。同样地,棱镜37~39、棱镜37A及棱镜39A也设置于平板101的下方,并且设置于计测工作台主体52上,使得在水平方向(X方向及Y方向)不会比平板101更突出。因此,即使像上述那样使计测平台MTB与晶片平台WTB接近,棱镜34与棱镜37也不会接触。
另外,还可以避免棱镜34~36、棱镜34A、棱镜35A、棱镜37~39、棱镜37A及棱镜39A被水浸湿。
然后,主控制装置20在保持晶片平台WTB与计测平台MTB的Y轴方向的位置关系的同时,开始在+Y方向驱动两工作台WST、MST的动作。
像这样,当利用主控制装置20,同时驱动晶片工作台WST、计测工作台MST时,在图17B的状态下,保持于投影组件PU的头透镜91与晶片W之间的水伴随着晶片工作台WST、计测工作台MST的向+Y侧的移动,在晶片W→晶片夹具70→计测工作台MTB上依次移动。另外,在所述的移动中,晶片平台WTB、计测平台MTB保持相互接触的关系。在图18A中,示出了在上述的移动途中,水同时存在于晶片工作台WST、计测工作台MST上时的状态,即,水即将从晶片工作台WST上向计测工作台MST上转移时的状态。
当从图18A的状态开始,进一步将晶片工作台WST、计测工作台MST在+Y方向同时地驱动规定距离时,如图18B所示,变为在计测工作台MST与头透镜91之间保持有水的状态。在此之前,主控制装置20在来自X轴干涉仪46的干涉仪光束照射到计测平台MTB的反射面117X的某个时刻执行X轴干涉仪46的复位。另外,在图18B的状态下,主控制装置20基于X轴干涉仪47的计测值管理晶片平台WTB(晶片工作台WST)的X位置。
然后,主控制装置20基于干涉仪18、47的计测值管理晶片工作台WST的位置,并且控制线性电机80、82、83的驱动,将晶片工作台WST移动到规定的晶片更换位置,并且进行下一批的最初的晶片的更换,与之并行地根据需要执行使用了计测工作台MST的规定计测。作为该计测的一个例子,例如可以举出在母版台RST上的母版更换后进行的对准系统ALG的基线计测。具体来说,主控制装置20使用所述的母版对准检测系统RAa、RAb,同时检测设于计测平台MTB的平板101上的基准标记区域FM内的一对第一基准标记与对应的母版上的母版对准标记,来检测一对第一基准标记与对应的母版对准标记的位置关系。与此同时,主控制装置20通过利用对准系统ALG检测所述基准标记区域FM内的第二基准标记,检测对准系统ALG的检测中心与第二基准标记的位置关系。此后,主控制装置20基于所述一对第一基准标记与对应的母版对准标记的位置关系和对准系统ALG的检测中心与第二基准标记的位置关系、已知的一对第一基准标记与第二基准标记的位置关系,求投影光学系统PL的母版图案的投影中心与对准系统ALG的检测中心的距离,即、对准系统ALG的基线。此时的状态被表示于图19中。
另外,与所述的对准系统ALG的基线计测一起,在母版上形成多个母版对准标记,与之对应地在基准标记区域FM内形成多对第一基准标记,通过在使母版台RST、晶片工作台WST在Y轴方向进行分步移动的同时,使用母版对准系统RAa、RAb计测至少2对第一基准标记与对应的母版对准标记的相对位置,来进行所谓的母版对准。
在该情况下,使用了母版对准系统RAa、RAb的标记的检测是隔着投影光学系统PL及水来进行的。
此后,在所述的两工作台WST、MST上的作业结束了的阶段,主控制装置20使计测工作台MST与晶片工作台WST接触,在维持该状态的同时在XY面内进行驱动,使晶片工作台WST回到投影组件的正下方。在该移动中,主控制装置20也是在来自X轴干涉仪46的干涉仪光束照射到晶片平台WTB的反射面17X的某个时刻执行X轴干涉仪46的复位。此外,在晶片工作台WST侧,对更换后的晶片进行晶片对准,即,进行利用对准系统ALG的对更换后的晶片上的对准标记的检测,算出晶片上的多个拍摄区域的位置坐标。
其后,主控制装置20与先前相反,在保持晶片工作台WST和计测工作台MST的Y轴方向的位置关系的同时,在-Y方向对两工作台WST、MST同时进行驱动,将晶片工作台WST(晶片)移动到投影光学系统PL的下方,之后,使计测工作台MST退避到规定的位置。
此后,主控制装置20与所述一样地,对新的晶片执行分步扫描方式的曝光动作,向晶片上的多个拍摄区域依次转印母版图案。
另外,在上述说明中,作为计测动作,对进行基线计测的情况进行了说明,但是并不限定于此,也可以在晶片工作台WST侧进行晶片更换的期间,使用计测工作台MST的计测器组43,进行照度计测、照度不均计测、空间图像计测、波象差计测等,使该计测结果反映到其后进行的晶片的曝光。具体来说,例如可以基于计测结果,利用所述的成像特性修正控制器381进行投影光学系统PL的调整。
如上所述,在本实施方式中,即使在对Y轴方向具有长行程的晶片工作台WST(晶片平台WTB)或计测工作台MST(计测平台MTB)进行位置检测之时,通过将折转反射镜32、33和半反射镜30、31分别安装于可动件82、84上,也可以不中断计测地使检测光束B1~B3追随晶片平台WTB和计测平台MTB的移动。由此,在各工作台上就不需要安装在Y轴方向延伸的移动镜,可防止工作台的加重化、大型化,从而可以防止移动性能劣化,并且不需要另外设置连接用干涉仪而增加计测轴数,从而可以有助于进一步降低成本。另外,在本实施方式中,在使检测光束追随晶片工作台WST或计测工作台MST的移动之时,利用温度调整装置8、9对折转反射镜32、33、半反射镜30、31进行追随移动的空间进行温度调整,因此可以总是排除光束所产生的热量的影响,抑制造成空气波动等不良影响,可以实现高精度的位置计测。
另外,在本实施方式中,用如下的简单结构,就可以检测出晶片平台WTB、计测平台MTB的Z位置,可以有助于降低成本,即,利用与所述的折转反射镜32、33和半反射镜30、31光学耦合的棱镜34~36、37~39,分支为平行于X轴的计测光束、含有Z方向成分的计测光束,并分别用反射面27a、27b反射。另外,由于这些反射面27a、27b一体地形成于固定镜27,因此与分别单独地设置的情况相比,可以压缩成本。另外,在本实施方式中,由于不是将固定镜27配置于晶片平台WTB、计测平台MTB的上方,而是配置于俯视时脱离底盘12的侧面,因此可以防止对通常设于这些平台(底盘12)的上方的投影光学系统和晶片位置计测所用的计测器的配置造成妨碍,而导致装置的大型化的情况。此外,在本实施方式中,由于晶片工作台WST的棱镜34~36及计测工作台MST的棱镜37~39共用Z计测所用的固定镜27,因此与分别设置反射镜的情况相比,可以压缩成本。
另一方面,在本实施方式中,通过对各工作台WST、MST分别在3个部位计测Z位置,除了各工作台WST、MST的Z位置以外,还可以容易地计测俯仰量和摇摆量等倾斜量。另外,在本实施方式中,由于在驱动Y轴线性电机时,计测由可动件82、84的驱动引起的俯仰量等光学误差来修正平台WTB、MTB的倾斜量,因此可以使晶片W的表面高精度地位于投影光学系统PL的焦点位置,并且可以使之与照明光IL的光轴AX正交,可以提高母版图案的转印精度。另外,在本实施方式中,由于可以利用对各工作台WST、MST的Z位置计测来检测俯仰量和摇摆量等倾斜量,因此还可以排除利用Y轴干涉仪16、18、21和X轴干涉仪46、47的对俯仰量或摇摆量的检测。其结果是,可以减少这些干涉仪的Z方向的计测轴,减薄晶片平台WTB及计测平台MTB的厚度,可以实现各工作台WST、MST的轻量化。
另外,在本实施方式中,在晶片工作台WST和计测工作台MST上,通过使射入棱镜34~36、37~39的检测光束B1~B3的高度位置相同,使从棱镜34~36射出的计测光束和从棱镜37~39射出的计测光束的Z方向的高度位置不同,可以构成如图4所示的共用了送光部55a~55c的紧凑的Z轴干涉仪22,从而可以有助于工作台装置50及曝光装置100的进一步小型化。
接下来,参照图20至图22对本发明的工作台装置的第二实施方式进行说明。图20是表示晶片工作台WST的概略性结构的局部俯视图,如该图所示,在本实施方式中,为了计测晶片工作台WST的Z位移(及俯仰量、摇摆量),在该晶片工作台WST上设置了构成干涉仪系统118的三个光学元件组OP1~OP3。另外,与晶片工作台WST一样,第二实施方式中所示的光学元件组OP1~OP3也可以应用于计测工作台MST,但是,这里仅对晶片工作台WST进行说明。另外,对于图21及图22中的光学元件组OP1~OP3,仅图示了计测光束的光轴。
而且,这些图中,对于与图1至图19中所示的第一实施方式的结构要素相同的要素使用相同符号,将其说明省略。
光学元件组OP1在晶片工作台主体28的+Y侧的侧面,配置于计测光束BT1的光路上并且靠晶片工作台主体28的+X侧,由与折转反射镜33光学耦合的折转反射镜(第一光学构件)151、分束镜(分支光学构件)152、折转反射镜153、棱镜(第二光学部)154构成。
折转反射镜151是使入射的计测光束BT1向-Z方向折转而射入分束镜152的反射镜。分束镜152将由折转反射镜151折转了的计测光束BT1分支为透过该分束镜152的计测光束BT12、平行于X轴方向的计测光束BT11。折转反射镜153是使透过了分束镜152的计测光束BT12向-X方向折转而射入棱镜154的反射镜。棱镜154使由折转反射镜153折转了的计测光束BT12向与固定镜27的反射面27b正交的方向弹起而射出。
另一方面,由分束镜152分支出的计测光束BT11向固定镜27的反射面27a射出,由反射面27a向该分束镜152反射。
由反射面27a反射的计测光束BT11及由反射面27b反射的计测光束BT12顺着原来的光路,经由折转反射镜33被Z轴干涉仪22的受光部57a接收。
此后,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部57a接收的计测光束BT11、BT12的光路长度的差,使用上述式(1)检测晶片平台WTB的Z位移。在该情况下,利用上述式(1)检测出的Z位移,即、使用光学元件组OP1检测出的Z位移为计测光束BT11与计测光束BT12交叉的计测点VP1处的Z位移(对于平面的配置参照图20)。
同样地,光学元件组OP2如图20所示,在晶片工作台主体28的+Y侧的侧面,配置于计测光束BT2的光路上并且靠晶片工作台主体28的-X侧,如图21所示,由与折转反射镜33光学耦合的分束镜(第一光学构件、分支光学构件)161、折转反射镜162、棱镜(第二光学部)163构成。
分束镜161将入射的计测光束BT2分支为透过该分束镜161而朝向固定镜27的反射面27a的计测光束BT21、朝向-Z方向的计测光束BT22。折转反射镜162是使从分束镜161射出的计测光束BT22向-X方向折转而射入棱镜163的反射镜。棱镜163使由折转反射镜162折转了的计测光束BT22向与固定镜27的反射面27b正交的方向弹起而射出。
由反射面27a反射的计测光束BT21及由反射面27b反射的计测光束BT22顺着原来的光路,经由折转反射镜33被Z轴干涉仪22的受光部57b接收。
此后,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部57b接收的计测光束BT21、BT22的光路长度的差,使用上述式(1)检测晶片平台WTB的Z位移。在该情况下,利用上述式(1)检测出的Z位移,即、使用光学元件组OP2检测出的Z位移为计测光束BT21与计测光束BT22交叉的计测点VP2处的Z位移(对于平面的配置参照图20)。
另外,光学元件组OP3如图20所示,在晶片工作台主体28的-Y侧的侧面,配置于计测光束BT3的光路上并且靠晶片工作台主体28的-X侧,如图22所示,由与折转反射镜32光学耦合的折转反射镜(第一光学构件)171、折转反射镜172、分束镜(分支光学构件)173、折转反射镜174、棱镜(第二光学部)175构成。
另外,虽然在光学元件组OP1~OP3的棱镜154、163、175的入射侧,实际上配置有改变计测光束的角度的光学元件组,但是在这里省略了图示。
折转反射镜171是将入射的计测光束BT3向-Z方向折转的反射镜,折转反射镜172是将由折转反射镜171折转了的计测光束BT3向-X方向折转而射入分束镜173的反射镜。分束镜173将由折转反射镜172折转了的计测光束BT3分支为透过该分束镜173而朝向固定镜27的反射面27a的计测光束BT31、和朝向+Z侧方向的计测光束BT32。折转反射镜174是将由分束镜173向+Z方向折转了的计测光束BT32向-X方向折转而射入棱镜175的反射镜。棱镜175使由折转反射镜174折转了的计测光束BT32向与固定镜27的反射面27b正交的方向弹起而射出。
由反射面27a反射的计测光束BT31及由反射面27b反射的计测光束BT32顺着原来的光路,经由折转反射镜32被Z轴干涉仪22的受光部57c接收。
此后,在主控制装置20中,基于由Z轴干涉仪22的受光部57c接收的计测光束BT31、BT32的光路长度的差,使用上述式(1)检测晶片平台WTB的Z位移。在该情况下,利用上述式(1)检测出的Z位移,即、使用光学元件组OP3检测出的Z位移为计测光束BT31与计测光束BT32交叉的计测点VP3处的Z位移(对于平面的配置参照图20)。
在该光学元件组OP3中,将各光学元件的位置设定为,计测点VP3相对于光学元件组OP3(折转反射镜171)位于计测光束BT3的入射侧(+X侧)。
此后,主控制装置20基于计测点VP1、VP2的位置及在该处计测的Z位移,与所述计测点VP34~VP36的情况同样地,求得晶片平台WTB的摇摆量θy,并且还基于计测点VP3的位置及在此处计测的Z位移,求得俯仰量θx,调整晶片平台WTB的Z位置及姿势。
在此,在所述第一实施方式的图14中所示的计测点VP34~VP36求得的Z位移由于是与成为Z位置及姿势调整对象的晶片工作台WST分离的计测点处的值,因此在使用上述式(4)等转换算出晶片工作台WST的位置处的Z位移之时,有可能包含误差,然而,在本实施方式中,如图20所示,由于计测点VP1~VP3设定于包围晶片工作台WST的一部分的位置,因此不需要转换算出晶片工作台WST的位置处的Z位移,从而可以提高晶片工作台WST的Z位置及姿势的计测精度。
所以,在本实施方式中,除了可以获得与所述第一实施方式相同的效果以外,还能够高精度地控制晶片工作台WST的位置、姿势,作为其结果,可以提高向晶片W的图案转印精度。
特别是,在本实施方式中,通过将计测点VP3设定于比光学元件组OP3(折转反射镜171)更靠计测光束BT3的入射侧(+X侧),很容易实现用计测点VP1~VP3包围晶片工作台WST的一部分,有助于晶片工作台WST的Z位置及姿势的计测精度提高。
另外,本实施方式的光学元件组OP1~OP3的光学元件的结构是一个例子,只要与各光学元件组OP1~OP3对应的计测点VP1~VP3包围晶片工作台WST的至少一部分,则也可以采用其它的结构。
图23及图24是表示本发明的工作台装置的第三实施方式的图。
在这些图中,对于与图1至图19中所示的第一实施方式的结构要素相同的要素,使用相同的符号,将其说明省略。
在本实施方式的工作台装置50中,晶片工作台WST形成为俯视观察时为圆形,通过未图示的空气轴承可自由移动地支承于在Y轴方向延伸的Y导轨YG,通过未图示的空气轴承可自由移动地支承于在X轴方向延伸的X导轨XG。另外,如图24所示,X导轨XG在通过晶片工作台WST的Z方向中央的重心位置的高度穿过晶片工作台WST,Y导轨YG设置为在上下夹持X导轨XG。
在X导轨XG的两端,设有可动件82、83。利用该可动件82、83和在Y轴方向延伸的固定件86、87,构成在Y轴方向驱动晶片工作台WST的动线圈型的Y轴线性电机。同样地,在Y导轨YG的两端,设有可动件182、183。利用该可动件182、183和在X轴方向延伸的固定件186、187,构成在X轴方向驱动晶片工作台WST的动线圈型的X轴线性电机。此外,通过使可动件82和83与可动件182、183同步而彼此的驱动量不同,可以使晶片工作台WST在θZ轴方向移动。
在该工作台装置50上,设有沿着Y轴方向射出检测光束B1的干涉仪122、沿着X轴方向射出检测光束B2的干涉仪123。在检测光束B1的光路上,在可动件82上安装有使检测光束B1作为透射光束BT1透过、并且使之作为沿着X轴方向的反射光束BR1进行反射的半反射镜130、使透过了半反射镜130的透射光束BT1折转(反射)为沿着X轴方向的反射光束BR2的折转反射镜134。
在反射光束BR1的光路上,在晶片工作台WST的+Y侧端部设有结构与第一实施方式中所示的棱镜35相同的棱镜36A。在固定件87的上方,沿着Y轴方向配置有具有反射面27a、27b(图23中未图示,参照图6等)的固定镜27。这样,从棱镜36A射出的计测光束BR11、BR12由固定镜27的反射面27a、27b反射,经由棱镜36A及半反射镜130被干涉仪122接收。
同样地,在反射光束BR2的光路上,在晶片工作台WST的-Y侧端部设有结构与棱镜36A相同的棱镜36B。这样,从棱镜36B射出的计测光束BR21、BR22由固定镜27的反射面27a、27b反射,经由棱镜36B、折转反射镜134及半反射镜130被干涉仪122接收。
在检测光束B2的光路上,在可动件183上安装有使检测光束B2作为透射光束BT52透过、并且使之作为沿着Y轴方向的反射光束BR51进行反射的半反射镜131、将透过了半反射镜131的透射光束BT52折转(反射)为沿着Y轴方向的反射光束BR52的折转反射镜133。
在反射光束BR51的光路上,在晶片工作台WST的+X侧端部设有结构与棱镜36A相同的棱镜36C。在固定件186的上方,沿着X轴方向配置有具有反射面27a、27b(图23中未图示,参照图6等)的固定镜27。这样,从棱镜36C射出的计测光束BR61、BR62由固定镜27的反射面27a、27b反射,经由棱镜36C及半反射镜131被干涉仪123接收。
同样地,在反射光束BR52的光路上,在晶片工作台WST的-X侧端部设有结构与棱镜36C相同的棱镜36D。这样,从棱镜36D射出的计测光束BR71、BR72由固定镜27的反射面27a、27b反射,经由棱镜36D、折转反射镜133及半反射镜131被干涉仪123接收。
在上述结构中,通过接收经由棱镜36A、36B的计测光束BR11、BR12、BR21、BR22,并且接收经由棱镜36C、36D的计测光束BR61、BR62、BR71、BR72,与所述第一实施方式一样,可以检测出晶片工作台WST的Z位置、俯仰量及摇摆量。另外,在本实施方式中,与第一实施方式不同的是,从干涉仪122、123分别射出另一轴的检测光束(未图示),通过用干涉仪122接收由反射面27a反射该检测光束而形成的反射光,可以检测晶片工作台WST的X轴方向的位置及θZ方向的位置。另外,通过用干涉仪123接收由反射面27a反射该检测光束而形成的反射光,可以检测晶片工作台WST的Y轴方向的位置及θZ方向的位置。
因此,在本实施方式中,除了可以获得与所述第一实施方式相同的效果以外,还不需要在晶片工作台WST上设置用于反射来自干涉仪的检测光束的移动镜,从而可以实现使晶片工作台WST的形状适应了晶片W的外形的小型、轻量化。
另外,在本实施方式中,由于用于驱动晶片工作台WST的线性电机是在与晶片工作台WST分离的位置上进行驱动,因此电机驱动时的热量产生在与晶片工作台WST分离的位置处,从而可以将热量对晶片工作台WST造成的不良影响抑制在最小限度。
另外,在所述第一实施方式中,虽然采用了使用Z轴干涉仪来检测晶片工作台WST及计测工作台MST的Z位置的结构,然而,并不限定于此,也可以采用仅检测X轴方向的位置的结构。
此外,在所述第一实施方式中,虽然是工作台装置50具备晶片工作台WST及计测工作台MST这两者的结构,然而,也可以象第二实施方式那样,采用仅设置有晶片工作台WST的结构。
另外,本发明还可以应用于设有多个晶片工作台的双工作台(twinstage)型的曝光装置。双工作台型的曝光装置的构造及曝光动作例如公布于日本特开平10-163099号公报及日本特开平10-214783号公报(对应的美国专利6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及6,590,634号)、日本特表2000-505958号(对应的美国专利5,969,441号)或者美国专利6,208,407号中。另外,也可以将本发明应用于本申请的申请人先前所申请的日本特愿2004-168481号的晶片工作台。
另外,在所述实施方式中,虽然采用了在晶片W侧的工作台装置50中应用本发明的结构,然而也可以应用于母版R侧的母版台RST。
此外,作为在所述各实施方式中由移动工作台保持的衬底,不仅可以应用半导体器件制造用的半导体晶片,而且可以应用显示器件用的玻璃基板、薄膜磁头用的陶瓷晶片或者曝光装置中所用的掩模或母版的原版(合成石英、硅晶片)等。
作为曝光装置100,也可以应用于不使用浸液法的扫描型曝光装置和在使母版R与晶片W静止的状态下对母版R的图案进行一并曝光并使晶片W依次分步移动的分步重复(step and repeat)方式的投影曝光装置(步进机)中。另外,本发明也可以应用于将至少2个图案部分重合地转印到晶片W上的分步压合(step and stitch)方式的曝光装置。
作为曝光装置100的种类,并不限于将半导体元件图案曝光到晶片W上的半导体元件制造用曝光装置,还可以广泛地应用于液晶显示元件制造用或显示器制造用的曝光装置;用于制造薄膜磁头、摄像元件(CCD)或者母版或掩模等的曝光装置等中。
在晶片工作台WST或母版台RST中使用线性电机(参照USP5,623,853或USP5,528,118)的情况下,无论是采用使用了空气轴承的悬浮型还是使用了洛仑兹力或电抗力的磁悬浮型都可以。另外,各工作台WST、RST既可以是沿着导轨移动的类型,也可以是不设置导轨的无导轨类型。
作为各工作台WST、RST的驱动机构,也可以使用使二维地配置了磁铁的磁铁组件、二维地配置了线圈的电枢组件相对而利用电磁力来驱动各工作台WST、RST的平面电机。在该情况下,只要将磁铁组件和电枢组件的任意一者与工作台WST、RST相连接,将磁铁组件和电枢组件的另一者设于工作台WST、RST的移动面侧即可。
为了不将因晶片工作台WST的移动而产生的反作用力向投影光学系统PL传递,也可以像日本特开平8-166475号公报(USP5,528,118)所记载的那样,使用框架构件以机械方式向地板(大地)释放。
为了不将因母版台RST的移动而产生的反作用力向投影光学系统PL传递,也可以象特开平8-330224号公报(US S/N 08/416,558)记载的那样,使用框架构件以机械方式向地板(大地)释放。
如上所述,本申请实施方式的曝光装置100是通过保持规定的机械精度、电气精度、光学精度地对包括本申请技术方案所列举出的各结构要素的各种子系统进行组装而制造的。为了确保这些精度,在进行该组装的前后,可以对各种光学系统进行用于实现光学精度的调整,对各种机械系统进行用于实现机械精度的调整,对各种电气系统进行用于实现电气精度的调整。将各种子系统组装到曝光装置的工序包含各种子系统相互的机械连接、电路的布线连接、气压回路的管线连接等。不用说,在该将各种子系统组装到曝光装置的工序之前,还有各子系统各自的组装工序。当将各种子系统组装到曝光装置的工序结束后,进行综合调整,确保整个曝光装置的各种精度。另外,曝光装置的制造最好在管理了温度及清洁度的无尘室中进行。
半导体器件等微型器件如图25所示,是经过进行微型器件的功能、性能设计的步骤201、制作基于该设计步骤的掩模(母版)的步骤202、制造作为器件的基材的晶片(衬底)的步骤203、利用所述的实施方式的曝光装置100将掩模的图案曝光到晶片(衬底)上的晶片处理步骤204、器件组装步骤(包括切割工序、接合(bonding)工序、封装工序)205、检测步骤206等而制造的。
Claims (29)
1.一种工作台装置,具有在移动面上移动的移动工作台、和利用光束检测该移动工作台的位置的位置检测装置,其特征是,具有:
驱动所述移动工作台的驱动装置;
设置于所述驱动装置,与所述移动工作台的移动对应地使所述光束追随所述移动工作台的追随光学构件;以及
设置于所述移动工作台,与所述追随光学构件光学耦合的第一光学构件。
2.根据权利要求1所述的工作台装置,其特征是,
所述位置检测装置具有修正由所述驱动装置引起的所述追随光学构件的光学误差的修正装置。
3.根据权利要求1或2所述的工作台装置,其特征是,
具有至少调整所述追随光学构件进行追随的空间的温度的温度调整装置。
4.一种工作台装置,具有沿着移动面移动的移动工作台、和检测该移动工作台的位置的位置检测装置,其特征是,具有:
设置于所述移动工作台的第一光学构件,
使来自光源的光束向所述第一光学构件折转的第二光学构件,以及
使所述第二光学构件追随所述移动工作台的移动的追随装置。
5.根据权利要求4所述的工作台装置,其特征是,
所述移动工作台可在沿着所述移动面的第一方向和第二方向移动,
所述第二光学构件使所述光束向所述第一方向折转,
所述追随装置沿着所述第二方向驱动所述第二光学构件。
6.根据权利要求4或5所述的工作台装置,其特征是,
具有至少调整所述第二光学构件进行追随的空间的温度的温度调整装置。
7.一种工作台装置,具有沿着移动面移动的移动工作台、和检测该移动工作台的位置的位置检测装置,其特征是,具有:
设置于所述移动工作台,使所入射的光束折转到与所述移动面交叉的方向的第一光学构件;以及
设置于所述移动工作台,使来自所述第一光学构件的光束折转到与所述移动面交叉的方向的第二光学部。
8.根据权利要求7所述的工作台装置,其特征是,
所述第一光学构件将所述光束折转的角度与所述第二光学构件将所述光束折转的角度不同。
9.根据权利要求1至8的任意一项所述的工作台装置,其特征是,
所述工作台设置有多个所述第一光学构件。
10.根据权利要求9所述的工作台装置,其特征是,
所述位置检测装置具有多个计测点,该多个计测点与多个所述第一光学构件的各自的位置对应地设定于与该第一光学构件分离的位置上,
所述多个计测点的至少一个相对于所述第一光学构件设定于所述光束的入射侧。
11.根据权利要求10所述的工作台装置,其特征是,
所述多个计测点设定于包围所述移动工作台的至少一部分的位置。
12.根据权利要求9至11的任意一项所述的工作台装置,其特征是,
所述位置检测装置检测所述移动工作台的倾斜量。
13.一种工作台装置,具有在移动面上移动的移动工作台、和利用光束检测该移动工作台的位置的位置检测装置,其特征是,具有:
分支光学构件,在所述移动工作台上设置有多个,将所述光束分支为沿着所述移动面的第一计测光束和与所述移动面交叉的第二计测光束;以及
反射构件,具有将所述第一计测光束向所述分支光学构件反射的第一反射面、和将所述第二计测光束向所述分支光学构件反射的第二反射面。
14.根据权利要求13所述的工作台装置,其特征是,
所述分支光学构件设置于所述移动工作台的3个部位,
所述位置检测装置检测所述移动工作台的倾斜量、和所述移动工作台的与所述移动面正交的方向的位置。
15.一种工作台装置,具有在移动面上移动的第一移动工作台、在所述移动面上移动的第二移动工作台、以及利用光束检测所述第一移动工作台和所述第二移动工作台的位置的位置检测装置,其特征是,具有:
分支光学系统,使所述光束分支为第一光束和第二光束,使得与所述移动面正交的高度位置相同;
第一光学系统,设置于所述第一移动工作台,改变所入射的所述第一光束的所述高度位置而射出;以及
第二光学系统,设置于所述第二移动工作台,改变所入射的所述第二光束的所述高度位置而射出。
16.根据权利要求15所述的工作台装置,其特征是,
从所述第一光学系统射出的第一光束的高度位置与从所述第二光学系统射出的第二光束的高度位置不同。
17.一种工作台装置,具有在移动面上移动的第一移动工作台、在所述移动面上移动的第二移动工作台、以及检测所述第一移动工作台和所述第二移动工作台的位置的位置检测装置,其特征是,具有:
设置于所述第一移动工作台的第一光学系统,
设置于所述第二移动工作台的第二光学系统,以及
分别反射来自所述第一光学系统的第一光束、和来自所述第二光学系统的第二光束的反射构件。
18.根据权利要求17所述的工作台装置,其特征是,
所述反射构件具有:具有与所述移动面交叉的角度的第一反射面、和具有与该第一反射面交叉的角度的第二反射面。
19.根据权利要求18所述的工作台装置,其特征是,
所述第一反射面和所述第二反射面是一体地设置的。
20.根据权利要求15至19的任意一项所述的工作台装置,其特征是,
所述第一光学系统和所述第二光学系统分别设置有多个,
所述位置检测装置检测所述第一移动工作台的倾斜量、和所述第二工作台的倾斜量。
21.根据权利要求1至20的任意一项所述的工作台装置,其特征是,
所述位置检测装置具有干涉仪。
22.一种曝光装置,使用工作台装置将图案曝光到衬底上,其特征是,
作为所述工作台装置,使用了权利要求1至21中的任意一项所述的工作台装置。
23.一种曝光装置,隔着提供给衬底的液体将图案曝光到所述衬底上,其特征是,具有:
具有保持所述衬底的保持面的第一衬底平台;
设置于该第一衬底平台的下方,至少一个侧面位于比所述第一衬底平台的侧面更靠内侧的位置的第一工作台主体;
设置于该第一工作台主体的所述至少一个侧面,使所入射的光束向与所述保持面交叉的方向射出的第一光学构件;以及
与该第一光学构件联动,检测所述衬底的与所述保持面交叉的方向的位置的第一位置检测装置。
24.根据权利要求23所述的曝光装置,其特征是,
具有第一驱动装置,该第一驱动装置具有设置于所述第一工作台主体的第一可动件、和与该第一可动件联动的第一固定件,驱动所述第一工作台主体。
25.根据权利要求24所述的曝光装置,其特征是,
所述工作台主体具有开口部,所述可动件设置于所述开口部。
26.根据权利要求23所述的曝光装置,其特征是,具有:
具有保持面的第二衬底平台;
第二工作台主体,设置于该第二衬底平台的下方,至少一个侧面位于比所述第二衬底平台的侧面更靠内侧的位置;
第二光学构件,设置于该第二工作台主体的所述至少一个侧面,使所入射的光束向与所述保持面交叉的方向射出;以及
第二位置检测装置,与该第二光学构件联动,检测与所述保持面交叉的方向的位置。
27.根据权利要求26所述的曝光装置,其特征是,
具有第二驱动装置,该第二驱动装置具有设置于所述第二工作台主体的第二可动件、和与该第二可动件联动的第二固定件,驱动所述第二工作台主体。
28.根据权利要求27所述的曝光装置,其特征是,
具有控制装置,该控制装置控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置,使所述第一工作台主体与所述第二工作台主体靠近。
29.根据权利要求28所述的曝光装置,其特征是,
所述控制装置在所述图案向所述衬底的曝光结束后,使所述第一工作台主体与所述第二工作台主体靠近。
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