JP2004158609A - 露光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本体部Bは露光装置本体部を示しており、レチクルを保持した状態で移動可能に構成されたレチクルステージ及びウェハを保持した状態で移動可能に構成されたマスクステージを含む。床上に設置された防振台(ベースプレート)1には本体部Bを保持するための4以上の支持部1a〜1eが設けられており、レチクルステージ及びウェハステージの少なくとも一方の移動に応じて、支持部1a〜1eから本体部Bを支持する3の支持部を選択して切り替える。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスク又はレチクルに形成されたパターンをウェハ等の感光基板上に転写する露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロデバイスの製造工程の1つとして通常設けられるフォトリソグラフィー工程では、露光対象としての感光基板(フォトレジストが塗布された半導体ウェハやガラスプレート)にマスク又はレチクル(以下、これらを総称するときは、マスクという)に形成されたパターンの縮小像を投影露光する露光装置が用いられる。
【0003】
近年においては、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(所謂、ステッパ)又はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が多用されている。上記のステッパは、感光基板を二次元的に移動自在な基板ステージ上に載置し、この基板ステージにより感光基板を歩進(ステッピング)させて、マスクのパターンの縮小像を感光基板上の各ショット領域に順次露光する動作を繰り返す露光装置である。
また、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置は、スリット状の照明光をマスクに照射している状態で、マスクを載置したマスクステージと感光基板を載置した基板ステージとを投影光学系に対して互いに同期走査させつつマスクに形成されたパターンの一部を感光基板のショット領域に逐次転写し、1つのショット領域に対するパターンの転写が終了すると感光基板をステッピングさせてパターン像が投影される位置に他のショット領域を配置した後で、同様にパターンの転写を行う露光装置である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、感光基板に転写するパターンは年々微細化しており、マイクロデバイスの製造においては、以前に感光基板に転写したパターンと次に転写すべきパターンとの間で高い重ね合わせ精度が要求される。外部からの振動に起因する重ね合わせ精度の悪化を防止するため、露光装置は外部からの振動がマスクステージ及び基板ステージを含む本体部へ伝わらないように本体部が防振台に支持された構成になっている。
【0005】
力学的静定の観点からは4点支持よりも3点支持の方が望ましいため、防振台の支持部は3点で本体部を支持している。ここで、マスクステージ及び/又は基板ステージの移動に伴って本体部の重心位置の変化が生じ、その結果として本体部の変形が生ずる。本体部は高剛性を有する部材を用いて構成されている訳であるが、完全な剛性体ではないため重心位置の変化に伴って僅かながら変形する。本体部の変形が生ずると、マスクステージ及び/又は基板ステージの座標位置に誤差が生じ、その結果として重ね合わせ精度が悪化等の装置性能の低下が引き起こされるという問題がある。
【0006】
上記の通り本体部を3点支持することで、完全に本体部の変形を抑えることができる訳ではないが、その支持位置を工夫すれば本体部の変形を少なくすることができると考えられる。また、上記のステッパは基板ステージがほぼ水平な面内で直交する方向に頻繁にステップ移動し、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置はマスクステージが走査方向への往復走査動作を頻繁に行い、基板ステージがほぼ水平な面内で上記走査方向とその直交方向へ頻繁にステップ移動する。ここで、本体部の変形はマスクステージ及び/又は基板ステージの移動方向と支持位置との関係、並びに、マスクステージ及び/又は基板ステージの動作がステップ移動であるか又はスキャン動作であるかによっても異なるため、装置性能を高めるためにはマスクステージ及び/又は基板ステージの移動方向及び動作状態に応じて最適な支持位置を選択する必要があると考えられる。
【0007】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、露光装置の本体部の変形に伴って生ずる重ね合わせ精度低下等の装置性能の低下を防止することができる露光装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第1の観点による露光装置は、マスクステージ(8)上に保持されたマスク(R)に形成されているパターンを基板ステージ(11)上に保持された感光基板(W)に転写する露光装置において、前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方は移動可能に構成され、当該マスクステージ及び当該基板ステージを含む本体部(B)と、設置面(F)に対して前記本体部を支持するために設けられた4以上の支持部(1a〜1e、31a〜31c、32a〜32c)と、前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の移動に応じて、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替える制御部とを備えることを特徴としている。この発明によれば、マスクステージ及び基板ステージを含む本体部を支持する支持部を4本以上設けた構成とし、これらから3本の支持部を選択して本体部を支持するようにしているため、本体部の変形に伴って生ずる重ね合わせ精度低下等の装置性能の低下を防止することができる。
また、本発明の第1の観点による露光装置は、前記制御部によって選択される3の支持部は、前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の移動に応じた前記本体部の変形が最小となる位置に配置されていることが好適である。
また、本発明の第1の観点による露光装置は、前記支持部が、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が同一であることを特徴としている。
或いは、本発明の第1の観点による露光装置は、前記支持部が、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が異なるものを含むことを特徴としている。
ここで、前記制御部は、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が同一である支持部を一度に選択し、選択する毎に支持位置が異なるように支持部を選択し、又は、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が異なる支持部を一度に選択することが好適である。
また、本発明の第1の観点による露光装置は、前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の移動動作を規定する制御データを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶されている制御データに基づいて、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替えることを特徴としている。
また、本発明の第1の観点による露光装置は、前記本体部の振動を検出する検出部(23)を備え、前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替えることを特徴としている。
本発明の第2の観点による露光装置は、移動可能に支持されたマスクステージ(8)上に保持されているマスク(R)に形成されているパターンを、移動可能に支持された基板ステージ(11)上に保持されている感光基板(W)に転写する露光装置において、前記マスクステージ及び前記基板ステージと、前記マスクステージ及び前記基板ステージの基準位置を定める基準部材(14、16)と、前記基準部材に対する前記マスクステージ及び前記基板ステージの位置を検出する位置検出部(17)とを含む本体部(B)と、設置面に対して前記本体部を支持するために設けられた4以上の支持部(1a〜1e、31a〜31c、32a〜32c)と、前記マスクステージ及び前記基板ステージの移動に応じて生ずる前記本体部の変形に起因する前記基準部材の変位を抑えるように、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替える制御部とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、マスクステージ及び基板ステージを含む本体部を支持する支持部を4本以上設けた構成とし、これらから3本の支持部を選択して本体部の変形に起因するマスクステージ及び基板ステージの基準位置を定める基準部材の変位を抑えるようにしているため、マスクステージ及び基板ステージの位置を位置検出部で正確に計測することができ、その結果として重ね合わせ精度低下等の装置性能の低下を防止することができる。
本発明の第3の観点による露光装置は、移動可能に支持されたマスクステージ(8)上に保持されているマスク(R)に形成されているパターンを、移動可能に支持された基板ステージ(11)上に保持されている感光基板(W)に転写する露光装置において、前記マスクステージ及び前記基板ステージは移動可能に構成され、当該マスクステージ及び当該基板ステージを含む本体部(B)と、設置面に対して前記本体部を支持するために設けられ、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が異なるものを含む4以上の支持部(1a〜1e、31a〜31c、32a〜32c)と、前記マスクステージ及び前記基板ステージの移動に応じて生ずる前記本体部の振動を抑えるように、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替える制御部とを備えることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による露光装置について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態による露光装置を示す正面図である。本実施形態においては、マスクとしてのレチクルRを走査するのと同期して感光基板としてのウェハWを走査することによりレチクルRのパターンをウェハW上に逐次露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。
【0010】
尚、以下の説明においては、図中に示したようにXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図1に示したXYZ直交座標系は、Y軸及びZ軸が紙面に対して平行となるよう設定され、X軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態において、走査方向(スキャン方向)はY方向に設定されているとする。
【0011】
まず、本実施形態の露光装置の全体構成について説明する。図1に示すように、本実施形態の露光装置の本体は設置面としての床(又は、キャッチパレット)F上に設置されたチャンバC内に収容されている。チャンバC内に設けられた平面視矩形状の防振台(ベースプレート)1には複数の(少なくとも4以上の)柱状の支持部(図1においては、支持部1a,1bのみを図示)が形成されており、各支持部の上部位置には、それぞれ防振パッドが配置されている。尚、図1においては、支持部1a,1bに設けられた防振パッド2a,2bのみを図示している。
【0012】
また、支持部1a,1b等を含め防振台1の内部には中空部が形成されており、この中空部にはダンピング効果の高いシリコンゲル又はタングステン粒子等の制振材が充填されている。これによって、ウェハW及びレチクルRの移動に伴って生ずる振動及び床Fから露光装置に伝わる振動を抑制するよう構成される。
【0013】
各防振パッド上には後述する投影光学系PLを支持する第1架台3が設置されており、防振パッドは第1架台3を3点支持する。尚、防振台1に対する支持部の配置及び第1架台3の支持の仕方の詳細については後述する。防振パッドにはそれぞれ防振用のアクチュエータが内蔵されている。このアクチュエータとしては、ボイスコイルモータ、ピエゾ素子等の電歪素子、又は磁歪素子等が使用されている。
【0014】
本実施形態においては、各防振パッドに内蔵されたアクチュエータが第1架台3に対して鉛直方向(Z方向)に各々異なる力又は同一の力を与えて第1架台3を支持している。各アクチュエータは不図示の主制御系(本発明にいう制御部に相当する)に接続されており、主制御系から出力される制御信号に応じてZ方向に伸長又は収縮することで、第1架台3に対して鉛直方向の力を与える。尚、更に水平面内で直交する2軸(X、Y方向)にそれぞれ力を発生するアクチュエータを防振パッドに内蔵した構成であっても良い。また、防振パッドにアクチュエータを内蔵させる代わりに、防振台1と第1架台3との間に少なくとも3個のアクチュエータを設けてもよい。
【0015】
第1架台3は、防振台1と同様に平面視矩形状であり、防振パッド(アクチュエータ)2a,2bによって3点支持されて防振台1上に設置されている。第1架台3の中央には投影光学系PLが設置されるとともに下面には第2ベース4が吊り下げ支持されている。第2ベース4は、第1架台3の4本の脚部によって支持されている。尚、第2ベース4を三角形状とし、各頂点付近で防振パッド(アクチュエータ)により3点で支持するように構成してもよい。
【0016】
第1架台3の中央に設けられた貫通孔には、投影光学系PLの鏡筒部分が下端を挿入した状態に配置され、第1保持部材5を介して第1架台3に固定されている。投影光学系PLは、例えば1/4〜1/5程度の投影倍率を有し、その光軸は、それぞれレチクルR及びウェハWとほぼ直交するよう配置される。
【0017】
第1架台3上には第1保持部材5を介して第2保持部材6が立設され、この第2保持部材6に第1ベース7が固定され、この第1ベース7上にマスクステージとしてのレチクルステージ8が載置されている。レチクルステージ8にはレチクルRが載置されており、ウェハWの走査露光に際してレチクルRを所定の範囲内で移動可能に構成されている。
【0018】
尚、図1においては第2保持部材6を第1架台3上に配置した構成を示したが、第1架台3を載置する防振パッド(アクチュエータ)2a,2b等とは別に、第2保持部材6を載置する防振パッド(アクチュエータ)を、防振台1又は床F上に設けられた架台(保持部材)で支持する構成であっても良い。
【0019】
また、第1架台3上には、レチクルステージ8を覆うように第2架台9が立設され、この第2架台9に照明光学系10が載置されている。照明光学系10は、フライアイレンズ又はロッドインテグレータ等のオプティカル・インテグレータ(ホモジナイザー)、レチクルブラインド(可変視野絞り)、及び変形照明等を行うためにレチクルRのパターン形成面とフーリエ変換の関係となる面上での露光用照明光の強度分布(換言すれば2次光源の形状や大きさ)を規定する開口絞り等を含んで構成される。
【0020】
尚、照明光学系10はその全ての光学要素が第2架台9上に配置されている必要はなく、例えば防振台1とは分離して床(又はキャッチパレット)F上に設けられる架台(保持部材)にその一部の光学要素を配置した構成であっても良い。また、図1においては図示を省略しているが、照明光学系10を介してレチクルRに照射される露光用照明光を射出する光源が設けられている。この光源は、たとえば超高圧水銀ランプである。
【0021】
次に、ウェハWを保持するウェハステージの構成について詳細に説明する。第1架台3は鉛直方向に延びる4本(図1では2本のみ図示)の脚部を有し、第2ベース4はその4本の脚部に固定され、第1架台3に吊り下げ支持されている。尚、第2ベース4は矩形状(長方形状)であり、その頂点付近で第1架台3の脚部と結合されている。尚、図1では第2ベース4を第1架台3で吊り下げ支持する構成としたが、第1架台3を載置する防振パッド(アクチュエータ)2a,2等とは別に、第2ベース4を載置する防振パッド(アクチュエータ)を、防振台1、又は床(キャッチパレット)F上に配置される第3架台で支持するように構成してもよい。
【0022】
第2ベース4上には基板ステージとしてのウェハステージ11が載置され、このウェハステージ11上にはウェハテーブル12が設けられている。ウェハステージ11は、リニアモータ(図示省略)によってXY面内で2次元移動されるとともに、投影光学系PLの光軸と直交する面内で微小回転可能となっている。ウェハテーブル12は、ウェハホルダ(図示略)によってウェハWを吸着保持するとともに、投影光学系PLの光軸方向に微動可能で、かつ投影光学系PLの像面に対して傾斜可能となっている。
【0023】
ウェハテーブル12の一端にはL字型の移動鏡13が取り付けられており、投影光学系PLの下端には固定鏡14が取り付けられている。また、レチクルステージ8の一端にはL字型の移動鏡15が取り付けられており、投影光学系PLの上端には固定鏡16が取り付けられている。尚、固定鏡14,16は、本発明にいう基準部材に相当する。露光装置にはレーザ干渉計17が設けられており、レーザ干渉計17から射出されたレーザ光はビームスプリッタ18で−Z方向及び+Z方向に分岐される。
【0024】
ビームスプリッタ18で−Z方向へ分岐されたレーザ光はハーフプリズム19,20を介して固定鏡14及び移動鏡13へそれぞれ導かれ、ビームスプリッタ18で+Z方向へ分岐されたレーザ光はハーフプリズム21,22を介して固定鏡16及び移動鏡15へそれぞれ導かれる。レーザ干渉計17は、固定鏡14までの光路長を基準として移動鏡13までの光路長からウェハステージ11のXY面内における座標位置を検出するとともに、固定鏡16までの光路長を基準として移動鏡15までの光路長からレチクルステージ8のXY面内における座標位置を検出する。レーザ干渉計17で検出された座標位置は不図示の主制御系に出力される。
【0025】
尚、図1においては図示を簡略化しているが、実際には移動鏡13はX軸に垂直な反射面を有する第1の平面鏡及びY軸に垂直な反射面を有する第2の平面鏡より構成されており、レーザ干渉計17からのレーザ光は第1の平面鏡の1箇所に導かれるとともに第2の平面鏡の2箇所に導かれている。そして、第1の平面鏡に導かれた1つのレーザ光の光路長と第2の平面鏡に導かれた1つのレーザ光の光路長とからウェハステージ11のX座標及びY座標が計測され、第2の平面鏡に導かれた2つのレーザ光の光路長の差からウェハステージ11のXY面内における回転角が計測される。
【0026】
レチクルステージ8及びウェハステージ11の2次元的な座標は、レーザ干渉計17によって例えば0.01μm程度の分解能で常時検出されている。レーザ干渉計17により計測されたX座標、Y座標、及び回転角を示す位置計測信号は不図示の主制御系に出力され、主制御系はレーザ干渉計の検出結果を参照しつつレチクルステージ8及びウェハステージ11を駆動するための制御信号を出力する。
【0027】
尚、以上説明した防振パッド(アクチュエータ)2a,2b等によって支持されている部位、即ち第1架台3、第2ベース4、第1保持部材5、第2保持部材6、投影光学系PL、第1ベース7、レチクルステージ8、第2架台9、照明光学系10、ウェハステージ11、ウェハテーブル12、移動鏡13、固定鏡14、移動鏡15、固定鏡16、レーザ干渉計17、ビームスプリッタ18、及びハーフプリズ19〜22を含む構成は本発明にいう本体部に相当し、レーザ干渉計17は本発明にいう位置検出部に相当する。
【0028】
また、投影光学系PLの側方には投影光学系PLの振動を測定する検出部としての加速度センサ23が設けられている。加速度センサ23で測定された投影光学系PLの振動は、本体部の振動として不図示の主制御系に出力されるようになっている。
【0029】
ここで、防振台1に対する支持部の配置について説明する。図2は、防振台1に対する支持部の配置の一例を示す斜視図である。尚、図2においては、上述した本体部を簡略化して符号Bを付して図示している。図2に示した例においては、防振台1に5つの支持部1a〜1eが設けられており、支持部1a〜1cは防振台1の三隅の位置に配置され、支持部1aが配置された隅部と支持部が配置されていない隅部とのほぼ中間の位置に支持部1dが配置されるとともに、支持部1cが配置された隅部と支持部が配置されていない隅部とのほぼ中間の位置に支持部1eが配置されている。
【0030】
支持部1a〜1eの上端部の高さ位置(本体部の支持位置)はほぼ同一に設定されており、支持部1a〜1eの上端部に設けられた各防振パッド(アクチュエータ)の伸長量又は収縮量を制御することで本体部Bを支持する支持部を選択している。上述したように、本体部Bは支持部によって3点支持されるが、本実施形態においては、前述した不図示の主制御系が支持部1a〜1eのうちから3つの支持部を選択することで、本体部Bを支持する支持部を切り替えている。
【0031】
支持部1a〜1eの選択は、レチクルステージ8及びウェハステージ11の動作がステップ移動であるか若しくはスキャン動作であるか、並びに、レチクルステージ8及びウェハステージ11の移動方向を基準にして選択される。つまり、不図示の主制御部にはレチクルステージ8及びウェハステージ11の移動動作を規定するレシピ(制御データ)を記憶する記憶部(図示省略)が設けられ、このレシピに基づいて支持部1a〜1eから本体部Bを支持する3つの支持部を選択している。
【0032】
例えば、レチクルステージ8及びウェハステージ11をY方向に走査(スキャン)する場合には、支持部1a,1c,1dを選択して本体部Bを支持し、ウェハステージ11をX方向にステップ移動させる場合には、支持部1a,1b,1eを選択して本体部Bを支持する。このように本体部Bを支持する支持部を切り替えるのは、レチクルステージ8及びウェハステージ11の移動により本体部Bの重心位置が変化して本体部Bが変形し、その結果としてレチクルステージ8及びウェハステージ11の座標位置の誤差が生じるのを防止するためである。
【0033】
図3は、本体部Bの変形の一例を示す模式図である。尚、図3においては、本体部Bの変形を誇張して図示している。レチクルステージ(図3においては図示省略)8及び/又はウェハステージ11の移動によって本体部Bの重心の位置が変化し、その結果として本体部Bが変形する。本体部Bが変形すると、例えば図3に示すように投影光学系PLの下端に取り付けられた固定鏡14のZ軸に対する傾きが生じて位置が変動し、また固定鏡14とハーフプリズム19との相対位置及び/又は移動鏡13とハーフプリズム20との相対位置がずれる。尚、図3において、傾きが生じていない状態の固定鏡を破線で示している。
【0034】
ウェハステージ11のXY面内における位置は固定鏡14の位置を基準として求められるため、固定鏡14の位置変化の分だけXY座標系の原点位置がずれる。その結果として、レーザ干渉計17で計測されるウェハステージ11の2次元的な座標は実際の座標とは異なったものになってスケーリング誤差が生じ、露光装置の重ね合わせ精度低下等の装置性能の低下が生じる。これは、固定鏡14とハーフプリズム19との相対位置及び移動鏡13とハーフプリズム20との相対位置のずれが生じた場合にも同様である。
【0035】
また、本体部Bが変形すると投影光学系PLの上端に取り付けられた固定鏡16も傾き、レーザ干渉計17で計測されるレチクルステージ8の2次元的な座標が実際の座標とは異なったものになることがある。レチクルステージ8は露光開始前にウェハステージ11に対する相対的な位置合わせが行われているため、レチクルステージ8及び/又はウェハステージ11の移動に起因する本体部Bの変形が生ずると、レチクルステージ8とウェハステージ11との相対的な位置ずれが生じ、その結果として重ね合わせ精度の低下が引き起こされる。
【0036】
位置合わせ精度の低下を防止するため、本実施形態においては上述したように支持部1a〜1eのうちの3つを選択して本体部Bを支持する支持部を切り替えているが、本体部Bの変形が最も小さくなるように本体部Bを支持する支持部を選択している。言い換えると、レチクルステージ8及び/又はウェハステージ11の移動動作に応じて本体部Bの変形が最小となる本体部Bの支持の仕方(3点支持の仕方)を予め求めて支持部1a〜1eを配置しておき、不図示の主制御系がレシピに基づいて支持部1a〜1eから本体部Bを支持する支持部を選択している。
【0037】
尚、支持部1a〜1eの選択は上述したように、レシピに従ってレチクルステージ8及び/又はウェハステージ11が動作がステップ移動であるか若しくはスキャン動作であるかを基準として行っても良いが、これに加えて又は単独で加速度センサ23の検出結果に基づいて行うことが好ましい。かかる制御を行えば、レチクルステージ8及び/又はウェハステージ11の動作状況に応じて柔軟な対応が可能となる
【0038】
次に、防振台1に対する支持部の他の配置について説明する。図4は、防振台1に対する支持部の配置の他の例を示す斜視図である。尚、図2と同様に図4においても本体部を簡略化して符号Bを付して図示している。図4に示した例においては、防振台1の四隅の内の三隅にそれぞれ2種類の支持部31a〜31c,32a〜32cが設けられている。支持部31a〜31cは上端部の高さ位置(本体部の支持位置)がほぼ同一に設定されている。また、支持部32a〜32cは支持部31a〜31cにおける上端部の高さ位置よりも低い位置に上端部の高さ位置がほぼ同一となるように設定されている。このように、図4に示した例においは、本体部Bの支持位置が異なる2種種類の支持部が設けられている。
【0039】
このように、異なる高さ位置で本体部Bを支持するのは、本体部Bにおける回転中心の上下方向への変動にも対応するためである。つまり、図2に示した例においては底面の3点において本体部Bを支持しており、本体部Bの回転中心は常に支持部よりも上方(+Z方向)に位置していたため、回転中心の上下方向への変動に対する制御上の自由度はなかった。これに対し、図4に示した例においては本体部Bの回転中心がより上方向にある場合には支持部31a〜31cで本体部Bを支持し、本体部Bの回転中心がより下方向にある場合には支持部32a〜32cで本体部Bを支持するといった制御を行うことが可能となる。
【0040】
また、図4に示した例において、本体部Bの支持の切り替え方法は、高さ位置が同じ支持部を組として切り替えるのではなく、高さ位置が異なる支持部を組として切り替えるようにしても良い。例えば、支持部31a,32b,31cを組とし、支持部32a,31b,32cを組として切り替えるようにしても良い。
【0041】
図2に示した例においてはXY面内における本体部Bの3点支持の支持位置を切り替えており、いわば水平面内における支持位置切り替え制御を行っている。一方、図4に示した例においては本体部BのXY面内における支持位置はさほど変えずに、Z方向における3点支持の支持位置を切り替えており、いわば高さ方向における支持位置切り替え制御を行っている。
【0042】
本発明においては、本体部Bの支持方法は、水平面内における支持位置切り替え制御及び高さ方向における支持位置切り替え制御の何れか一方に限られる訳ではなく、これらを組み合わせる制御方法を採用することも可能である。この制御方法を用いる場合には、例えば図2に示す各支持部1a〜1cの近傍に上端部の高さ位置が異なる支持部を配置した構成にして、支持部1a〜1eに加えてこれらの支持部を切り替える制御を行う。かかる制御方法を採用することで、水平面内における制御上の自由度と高さ方向における制御上の自由度との両方を得ることができ、装置構成上の条件及び逐次変化する装置の動作状況に応じて本体部Bの支持方法を切り替えることで、装置性能を向上させることができる。
【0043】
次に、以上説明した本発明の一実施形態による露光装置の露光時の動作について説明する。尚、以下の説明においては、本体部Bを支持する支持部が図2に示す配置である場合を例に挙げて説明する。露光処理が開始されると、まず不図示の主制御系が露光動作に必要な各種の情報(レシピ)を記憶部から読み出す。レシピが読み出されると、読み出れたレシピに従って所定のレチクルRが不図示のレチクルライブラリからロードされてレチクルステージ8上に保持されるとともに、最初に露光処理が行われるウェハWがロードされてウェハステージW上に保持される。
【0044】
次に、ウェハステージ11とレチクルステージ8との相対的な位置合わせが行われる。次いで、ウェハW上に設定された複数のショット領域のうち、最初に露光されるべきショット領域を投影光学系PLの露光領域の近傍に配置させる。尚、この時点においてウェハWのZ方向の位置合わせ等の処理も行われる。このとき、主制御系はウェハステージ11をX方向にステップ移動させる場合には、例えば図2に示した支持部1a,1b,1eを選択して本体部Bを支持させ、Y方向にステップ移動させる場合には、例えば支持部1a,1c,1dを選択して本体部Bを支持させる。
【0045】
以上の処理を行って、レチクルRとウェハWの配置が完了すると、レチクルステージ8及びウェハステージ11の加速を開始させ、これらが所定の速度に達した後に照明光でレチクルRを照明する。このとき、主制御系はレシピに従って、支持部1a,1c,1dを選択して本体部Bを支持させ、この状態でレチクルRとウェハWとを一定速度でY方向に走査し、ショット領域にマスクパターンを逐次露光する。レチクルRに形成されたパターンの全ての露光が終了すると、レチクルステージ8及びウェハステージ11を減速させる。
【0046】
その後、主制御系はレシピに従って次に露光すべきショット領域を投影光学系の露光領域の近傍に配置するために、ウェハステージ11をX方向にステップ移動させる。このとき、主制御系は、例えば図2に示した支持部1a,1b,1eを選択して本体部Bを支持させた後、ウェハステージ11をX方向に移動させる。そして、上述と同様にそのショット領域に対する露光処理を行う。このように、本実施形態においては、レチクルステージ8及びウェハステージ11の動作状態に応じて本体部Bを支持する支持部を切り替えているため、本体部Bの変形に伴うレチクルステージ8及びウェハステージ11の位置がレーザ干渉計17で正確に計測され、その結果重ね合わせ精度低下等の装置性能の低下を防止することができる。
【0047】
以上、本発明の一実施形態による露光装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更可能である。例えば、上記実施形態においては5つ又は6つの支持部を有する構成を例に挙げて説明したが、支持部は4つ以上設けられていれば良い。また、上記実施形態においては、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(ステッパ)にも本発明を適用することができる。
【0048】
また、上述した実施形態では光源として超高圧水銀ランプを用いていたが、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)、F2レーザ光(波長157nm)、又はAr2レーザ光(波長126nm)を用いることができる。F2レーザを光源とする露光装置では、例えば投影光学系として反射屈折光学系が採用されるとともに、照明光学系や投影光学系に使われる屈折光学部材(レンズエレメント)は全て蛍石とされ、かつレーザ光源、照明光学系、及び投影光学系内の空気は、例えばヘリウムガスで置換されるとともに、照明光学系と投影光学系との間、及び投影光学系と基板との間もヘリウムガスで満たされる。
【0049】
F2レーザを用いる露光装置では、レチクルや濃度フィルタは、蛍石、フッ素がドープされた合成石英、フッ化マグネシウム、LiF、LaF3、リチウム・カルシウム・アルミニウム・フロライド(ライカフ結晶)又は水晶等から製造されたものが使用される。また、投影光学系は、反射光学系、屈折光学系、及び反射屈折光学系のいずれを用いてもよい。エキシマレーザの代わりに、例えば波長248nm、193nm、157nmのいずれかに発振スペクトルを持つYAGレーザの固体レーザの高調波を用いるようにしてもよい。
【0050】
また、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム(又はエルビウムとイットリビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。例えば、単一波長レーザの発振波長を1.51〜1.59μmの範囲内とすると、発生波長が189〜199nmの範囲内である8倍高調波、又は発生波長が151〜159nmの範囲内である10倍高調波が出力される。特に発振波長を1.544〜1.553μmの範囲内とすると、193〜194nmの範囲内の8倍高調波、即ちArFエキシマレーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を1.57〜1.58μmの範囲内とすると、157〜158nmの範囲内の10倍高調波、即ちF2レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【0051】
発振波長を1.03〜1.12μmの範囲内とすると、発生波長が147〜160nmの範囲内である7倍高調波が出力され、特に発振波長を1.099〜1.106μmの範囲内とすると、発生波長が157〜158nmの範囲内の7倍高調波、即ちF2レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。尚、単一波長発振レーザとしてはイットリビウム・ドープ・ファイバーレーザを用いる。また、レーザプラズマ光源、又はSORから発生する軟X線領域、例えば波長13.4nm、又は11.5nmのEUV(Extreme Ultra Violet)光を用いるようにしてもよい。更に、電子線又はイオンビームの荷電粒子線を用いてもよい。
【0052】
ところで、EUV光を用いる露光装置では反射型マスクが用いられ、電子線露光装置では透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられるので、マスクの原版としてはシリコンウエハが用いられる。
【0053】
更に、液晶表示素子を含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置だけでなく、半導体素子の製造又はレチクルの製造に用いられる、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、及びDNAチップの製造に用いられる露光装置等にも本発明を適用することができる。
【0054】
複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージや基板ステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより本実施形態の露光装置を製造することができる。尚、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルーム内で行うことが望ましい。
【0055】
半導体集積回路は、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいて、レチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製造するステップ、上述した実施形態の露光装置等によりレチクルのパターンをウエハに露光転写するステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マスクステージ及び基板ステージを含む本体部を支持する支持部を4本以上設けた構成とし、これらから3本の支持部を選択して本体部を支持するようにしているため、本体部の変形に伴って生ずる重ね合わせ精度低下等の装置性能の低下を防止することができるという効果がある。
また、本発明によれば、マスクステージ及び基板ステージを含む本体部を支持する支持部を4本以上設けた構成とし、これらから3本の支持部を選択して本体部の変形に起因するマスクステージ及び基板ステージの基準位置を定める基準部材の変位を抑えるようにしているため、マスクステージ及び基板ステージの位置を位置検出部で正確に計測することができ、その結果として重ね合わせ精度低下等の装置性能の低下を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による露光装置を示す正面図である。
【図2】防振台1に対する支持部の配置の一例を示す斜視図である。
【図3】本体部Bの変形の一例を示す模式図である。
【図4】防振台1に対する支持部の配置の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1a〜1e 支持部
8 レチクルステージ
11 ウェハステージ(基板ステージ)
14 固定鏡(基準部材)
16 固定鏡(基準部材)
17 レーザ干渉計(位置検出部)
23 加速度センサ(検出部)
31a〜31c 支持部
32a〜32c 支持部
B 本体部
F 床(設置面)
R レチクル(マスク)
W ウェハ(感光基板)
Claims (10)
- マスクステージ上に保持されたマスクに形成されているパターンを基板ステージ上に保持された感光基板に転写する露光装置において、
前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方は移動可能に構成され、当該マスクステージ及び当該基板ステージを含む本体部と、
設置面に対して前記本体部を支持するために設けられた4以上の支持部と、
前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の移動に応じて、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替える制御部と
を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記制御部によって選択される3の支持部は、前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の移動に応じた前記本体部の変形が最小となる位置に配置されていることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
- 前記支持部は、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が同一であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の露光装置。
- 前記支持部は、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が異なるものを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が同一である支持部を一度に選択し、選択する毎に支持位置が異なるように支持部を選択することを特徴とする請求項4記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が異なる支持部を一度に選択することを特徴とする請求項4記載の露光装置。
- 前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の移動動作を規定する制御データを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている制御データに基づいて、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替えることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか一項に記載の露光装置。 - 前記本体部の振動を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替えることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか一項に記載の露光装置。 - 移動可能に支持されたマスクステージ上に保持されているマスクに形成されているパターンを、移動可能に支持された基板ステージ上に保持されている感光基板に転写する露光装置において、
前記マスクステージ及び前記基板ステージと、前記マスクステージ及び前記基板ステージの基準位置を定める基準部材と、前記基準部材に対する前記マスクステージ及び前記基板ステージの位置を検出する位置検出部とを含む本体部と、
設置面に対して前記本体部を支持するために設けられた4以上の支持部と、
前記マスクステージ及び前記基板ステージの移動に応じて生ずる前記本体部の変形に起因する前記基準部材の変位を抑えるように、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替える制御部と
を備えることを特徴とする露光装置。 - 移動可能に支持されたマスクステージ上に保持されているマスクに形成されているパターンを、移動可能に支持された基板ステージ上に保持されている感光基板に転写する露光装置において、
前記マスクステージ及び前記基板ステージは移動可能に構成され、当該マスクステージ及び当該基板ステージを含む本体部と、
設置面に対して前記本体部を支持するために設けられ、前記設置面に対する前記本体部の支持位置が異なるものを含む4以上の支持部と、
前記マスクステージ及び前記基板ステージの移動に応じて生ずる前記本体部の振動を抑えるように、前記4以上の支持部から前記本体部を支持する3の支持部を選択して切り替える制御部と
を備えることを特徴とする露光装置。
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-
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