JP2005236087A - Aligner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置に係り、さらに詳しくは、半導体素子(集積回路)、液晶表示素子などの電子デバイスを製造する際にリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to an exposure apparatus used in a lithography process when manufacturing an electronic device such as a semiconductor element (integrated circuit) or a liquid crystal display element.
従来より、半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクルのパターンの像を投影光学系を介して、レジスト(感光剤)が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の物体(以下、「ウエハ」と呼ぶ)上の複数のショット領域の各々に転写するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)や、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが、主として用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element (such as an integrated circuit) or a liquid crystal display element, a wafer on which a resist (photosensitive agent) is applied via a projection optical system with an image of a mask or reticle pattern. Or a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) that transfers to each of a plurality of shot areas on an object such as a glass plate (hereinafter referred to as “wafer”), or a step-and-scan type Projection exposure apparatuses (so-called scanning steppers (also called scanners)) and the like are mainly used.
この種の投影露光装置では、集積回路の高集積化によるパターンの微細化に伴って、より高い解像力(解像度)が年々要求されるようになり、そのために露光光の短波長化及び投影光学系の開口数(NA)の増大化(大NA化)が次第に進んできた。しかるに、露光光の短波長化及び投影光学系の大NA化は、投影露光装置の解像力を向上させる反面、焦点深度の狭小化を招く。また、露光波長は将来的に更に短波長化することが確実視されており、このままでは焦点深度が狭くなり過ぎて、露光動作時のマージンが不足するおそれが生じていた。 In this type of projection exposure apparatus, with the miniaturization of patterns due to high integration of integrated circuits, higher resolution (resolution) has been required year by year. For this reason, exposure light has a shorter wavelength and a projection optical system. The numerical aperture (NA) has been gradually increased (larger NA). However, shortening the wavelength of exposure light and increasing the NA of the projection optical system improve the resolution of the projection exposure apparatus, but reduce the depth of focus. In addition, it has been certain that the exposure wavelength will be further shortened in the future, and if it remains as it is, the depth of focus becomes too narrow, and there is a possibility that the margin during the exposure operation will be insufficient.
そこで、実質的に露光波長を短くして、かつ空気中に比べて焦点深度を大きく(広く)する方法として、液浸法を利用した露光装置が、最近注目されるようになってきた。この液浸法を利用した露光装置として、投影光学系の下面とウエハ表面との間を水又は有機溶媒等の液体で局所的に満たした状態で露光を行うものが知られている(例えば、下記特許文献1参照)。この特許文献1に記載の露光装置では、液体中での露光光の波長が、空気中の1/n倍(nは液体の屈折率で通常1.2〜1.6程度)になることを利用して解像度を向上すると共に、その解像度と同一の解像度が液浸法によらず得られる投影光学系(このような投影光学系の製造が可能であるとして)に比べて焦点深度をn倍に拡大する、すなわち空気中に比べて焦点深度を実質的にn倍に拡大することができる。 Therefore, an exposure apparatus using an immersion method has recently attracted attention as a method of substantially shortening the exposure wavelength and increasing (widening) the depth of focus as compared with the air. As an exposure apparatus using this immersion method, an exposure apparatus that performs exposure in a state where the space between the lower surface of the projection optical system and the wafer surface is locally filled with a liquid such as water or an organic solvent is known (for example, See Patent Document 1 below). In the exposure apparatus described in Patent Document 1, the wavelength of exposure light in a liquid is 1 / n times that in air (n is a refractive index of the liquid, usually about 1.2 to 1.6). Use this to improve the resolution and to increase the depth of focus by n times compared to a projection optical system that can achieve the same resolution as that without using the immersion method (assuming that such a projection optical system can be manufactured). That is, the depth of focus can be increased substantially n times as compared with that in the air.
ところで、近年の投影露光装置では、ウエハステージを支持するステージ定盤が、投影光学系を保持する鏡筒定盤とは、物理的に分離して投影光学系の下方に設置されるタイプ(以下、便宜上「ステージ定盤別置きタイプ」と呼ぶ)が比較的多く用いられている。このステージ定盤別置きタイプの投影露光装置では、投影光学系を保持する鏡筒定盤は、床面に設置されたフレームキャスタと呼ばれる支持部材によって第1の防振機構を介して支持される。また、ウエハステージを支持するステージ定盤は、フレームキャスタ上又は床面に第2の防振機構を介して支持される。また、ウエハが載置されるウエハテーブル(ウエハステージの一部)は、ウエハの表面を投影光学系の像面(最良結像面)に合わせ込むために上下方向に移動可能になっている。 By the way, in a recent projection exposure apparatus, the stage surface plate that supports the wafer stage is physically separated from the lens barrel surface plate that holds the projection optical system, and is installed below the projection optical system (hereinafter referred to as the projection optical system). For convenience, it is referred to as a “stage-stable separately placed type”). In this stage surface plate separate type projection exposure apparatus, the lens barrel surface plate that holds the projection optical system is supported via a first vibration isolation mechanism by a support member called a frame caster installed on the floor surface. . Further, the stage surface plate that supports the wafer stage is supported on the frame caster or on the floor surface via the second vibration isolation mechanism. Further, a wafer table (a part of the wafer stage) on which the wafer is placed is movable in the vertical direction in order to align the surface of the wafer with the image plane (best imaging plane) of the projection optical system.
従来のステージ定盤別置きタイプの投影露光装置では、第1の防振機構、第2の防振機構及びウエハテーブルそれぞれの重力方向に関するストローク範囲内における可動範囲を設定するストロークリミットは、お互いに無関係に設定されていた。また、第1の防振機構、第2の防振機構及びウエハテーブルそれぞれの重力方向に関する位置をそれぞれの原点位置に設定するリセット動作は、同時に行われていたが、投影光学系とウエハとの間の間隔(いわゆるワーキング・ディスタンス)が十分に広かった(例えば9mm程度あった)たため、リセット時にウエハテーブルと投影光学系とが干渉することはなかった。 In a conventional stage exposure apparatus of a separate type of surface plate, the stroke limits for setting the movable range within the stroke range relating to the gravity direction of each of the first vibration isolation mechanism, the second vibration isolation mechanism, and the wafer table are mutually It was set independently. In addition, the reset operation for setting the positions of the first vibration isolation mechanism, the second vibration isolation mechanism, and the wafer table in the direction of gravity to the respective origin positions was performed simultaneously. Since the interval (so-called working distance) was sufficiently wide (for example, about 9 mm), the wafer table and the projection optical system did not interfere at the time of resetting.
しかるに、特許文献1に記載されるような局所液浸法を採用した露光装置では、液体の表面張力を利用して、その液体を投影光学系とウエハとの間に保持する関係から、上述のワーキング・ディスタンスを極力狭く、例えば1mm程度にする必要がある。このため、局所液浸法を採用した、ステージ定盤別置きタイプの投影露光装置では、従来の投影露光装置のように、第1の防振機構、第2の防振機構及びウエハテーブルが、それぞれ単独でストロークリミットを持ち、そのストロークリミットの設定が個別に行われていたのでは、投影光学系の最下端部とウエハテーブルとの干渉現象が、リセット時は勿論、通常の使用時においても生じる可能性がある。 However, in an exposure apparatus that employs a local liquid immersion method as described in Patent Document 1, the above-described relationship is used because the surface tension of the liquid is used to hold the liquid between the projection optical system and the wafer. It is necessary to make the working distance as narrow as possible, for example, about 1 mm. For this reason, the stage surface plate separate type projection exposure apparatus adopting the local liquid immersion method, like the conventional projection exposure apparatus, includes the first vibration isolation mechanism, the second vibration isolation mechanism, and the wafer table. If each had its own stroke limit and the stroke limit was set individually, the interference phenomenon between the lowermost end of the projection optical system and the wafer table could not only be reset, but also during normal use. It can happen.
上述のような、投影光学系の最下端部とテーブルとの干渉現象は、液浸露光装置以外の投影露光装置は勿論、電子ビーム(EB)露光装置その他の露光装置であっても、光学系を含む光学系ユニットとウエハとの間隔(ワーキングディスタンス)が狭い場合には、生じる可能性がある。 The interference phenomenon between the lowermost end portion of the projection optical system and the table as described above is not limited to the projection exposure apparatus other than the immersion exposure apparatus, but may be an electron beam (EB) exposure apparatus or other exposure apparatuses. This may occur when the distance between the optical system unit including the wafer and the wafer (working distance) is narrow.
本発明は、上記事情の下になされたもので、その第1の観点からすると、エネルギビーム(IL)により感光物体(W)を露光して前記感光物体上に所定のパターンを形成する露光装置であって、前記エネルギビームを前記感光物体に照射する露光光学系(PL)を含む光学系ユニット(PU)と;前記光学系ユニットを保持する保持部材(38)と;前記保持部材とは独立して、前記光学系ユニットの下方に配置され、床面(F)にほぼ平行な上面を有するベース(71)と;前記感光物体が載置され、前記ベースの上面に沿って移動可能で、かつ重力方向にも所定ストローク範囲で移動可能な移動体(WTB)と;前記移動体を駆動する駆動系(28、29、31,33)と;前記保持部材と前記ベースとの少なくとも一方を、所定ストローク範囲で重力方向に沿って移動可能なように、前記床面に対して防振しつつ支持する防振部(56、66、72、90)と;前記駆動系及び前記防振部を制御するとともに、前記移動体の前記所定ストローク範囲内における可動範囲を制限するストロークリミットと、前記保持部材と前記ベースとの前記少なくとも一方の前記所定ストローク範囲内における可動範囲を制限するストロークリミットとを、シーケンスに応じて設定する制御装置(20)と;を備える第1の露光装置である。 The present invention has been made under the above circumstances. From the first viewpoint, the exposure apparatus exposes the photosensitive object (W) with an energy beam (IL) to form a predetermined pattern on the photosensitive object. An optical system unit (PU) including an exposure optical system (PL) that irradiates the photosensitive object with the energy beam; a holding member (38) that holds the optical system unit; and independent of the holding member A base (71) disposed below the optical system unit and having an upper surface substantially parallel to the floor surface (F); and the photosensitive object is placed and movable along the upper surface of the base; A movable body (WTB) movable in a predetermined stroke range in the direction of gravity; a drive system (28, 29, 31, 33) for driving the movable body; and at least one of the holding member and the base, Predetermined strike A vibration isolator (56, 66, 72, 90) that supports the floor surface while isolating it so that it can move along the direction of gravity in the range of the torque; and the drive system and the vibration isolator And a stroke limit for limiting a movable range within the predetermined stroke range of the movable body, and a stroke limit for limiting a movable range within the predetermined stroke range of at least one of the holding member and the base. And a control device (20) that is set according to the sequence.
これによれば、光学系ユニットを保持する保持部材と、光学系ユニットの下方に配置されたベースとの少なくとも一方の可動範囲を制限するストロークリミットと、感光物体が載置され、前記ベースの上面に沿って移動可能で、かつ重力方向にも所定ストローク範囲で移動可能な移動体の可動範囲を制限するストロークリミットとが、移動体を駆動する駆動系、並びに前記保持部材及び前記ベースの少なくとも一方を、所定ストローク範囲で重力方向に沿って移動可能なように、床面に対して防振しつつ支持する防振部を制御する制御装置によって、シーケンスに応じて設定される。このため、制御装置では、シーケンス毎に、保持部材とベースとの少なくとも一方の必要な重力方向の可動範囲と、移動体の必要な重力方向の可動範囲とを予め計算で求め、シーケンス毎に保持部材とベースとの少なくとも一方及び移動体のストロークリミットの設定を変更する。このように、必要に応じてストロークリミットの設定を変更することで、それぞれの予め設定されたストローク範囲内で無制限にそれぞれを駆動してしまうと前記保持部材に保持され前記移動体と対向する部材(例えば光学系ユニット)と移動体とが接触し相互に干渉してしまうような場合であっても、実際の運用上は干渉しないように制御することが可能となる。 According to this, the stroke limit that restricts the movable range of at least one of the holding member that holds the optical system unit and the base disposed below the optical system unit, and the photosensitive object are placed on the upper surface of the base. A stroke limit that restricts a movable range of the movable body that is movable along the gravity direction and within a predetermined stroke range, and a drive system that drives the movable body, and at least one of the holding member and the base Is set according to the sequence by a control device that controls the vibration isolator that supports the floor surface while isolating it so as to be movable along the direction of gravity within a predetermined stroke range. For this reason, in the control device, for each sequence, the necessary movable range in the gravitational direction of at least one of the holding member and the base and the necessary movable range in the gravitational direction of the moving body are obtained in advance by calculation and retained for each sequence. The setting of the stroke limit of at least one of the member and the base and the moving body is changed. In this way, by changing the setting of the stroke limit as necessary, the member that is held by the holding member and faces the moving body when driven indefinitely within each preset stroke range. Even in the case where the moving body (for example, the optical system unit) and the moving body come into contact with each other and interfere with each other, it is possible to control so as not to interfere in actual operation.
この場合において、前記防振部の構成は種々考えられ、例えば前記防振部は、前記保持部材の床面からの高さを所定ストローク範囲で変更可能な第1のエアマウント(60)と、前記ベースの前記床面からの高さを所定ストローク範囲で変更可能な第2のエアマウント(80)と、前記制御装置からの指示に応じて、前記第1、第2のエアマウントそれぞれの可動範囲を制限するストロークリミットをそれぞれ設定するとともに、前記第1、第2のエアマウントの内圧をそれぞれ調整する第1、第2の調整部(72、90)と、を有することとすることができる。 In this case, various configurations of the anti-vibration unit are conceivable, for example, the anti-vibration unit includes a first air mount (60) capable of changing the height of the holding member from the floor surface within a predetermined stroke range; A second air mount (80) in which the height of the base from the floor surface can be changed within a predetermined stroke range, and each of the first and second air mounts can be moved according to an instruction from the control device. Each of the stroke limits for limiting the range may be set, and the first and second adjustment units (72, 90) for adjusting the internal pressures of the first and second air mounts may be included. .
この場合において、前記第1のエアマウントが前記ストローク範囲の最下位置にあり、前記第2のエアマウントが前記ストローク範囲の最下位置にあるとき、前記保持部材に保持され前記移動体と対向する部材と前記移動体とは干渉しないように、前記第1のエアマウント、前記第2のエアマウント及び前記移動体それぞれのストローク範囲が設定されていることとすることができる。 In this case, when the first air mount is at the lowest position of the stroke range and the second air mount is at the lowest position of the stroke range, the first air mount is held by the holding member and faces the moving body. The stroke range of each of the first air mount, the second air mount, and the moving body can be set so that the member to be moved and the moving body do not interfere with each other.
また、この場合において、前記第1のエアマウントが前記ストローク範囲の最下位置にあり、前記第2のエアマウント及び前記移動体がそれぞれのストローク範囲の最上位置にあるとき、前記保持部材に保持され前記移動体と対向する部材の最下部と前記移動体とが干渉するように、前記第1のエアマウント、第2のエアマウント及び前記移動体それぞれのストローク範囲が設定されていることとすることもできるし、あるいは、前記第1のエアマウント、前記第2のエアマウント及び前記移動体のそれぞれが、それぞれの所定ストローク範囲内で移動したときに、少なくとも前記第1のエアマウントの所定ストローク範囲の一部の範囲で、前記保持部材に保持され前記移動体と対向する部材の最下部と前記移動体とが干渉するように、前記第1のエアマウント、前記第2のエアマウント及び前記移動体それぞれのストローク範囲が設定されていることとすることもできる。 In this case, when the first air mount is at the lowest position in the stroke range, and the second air mount and the moving body are at the highest position in the stroke range, the first air mount is held by the holding member. The stroke ranges of the first air mount, the second air mount, and the moving body are set so that the lowermost part of the member facing the moving body interferes with the moving body. Alternatively, when each of the first air mount, the second air mount, and the movable body moves within a predetermined stroke range, at least a predetermined stroke of the first air mount. In a part of the range, the lowermost part of the member held by the holding member and facing the moving body interferes with the moving body. 1 of the air mount, the second air mount and the moving body each stroke range can also be that they are set.
また、本発明は、第2の観点からすると、露光光学系(PL)からのエネルギビーム(IL)により感光物体(W)を露光し、前記感光物体上に所定のパターンを形成する露光装置であって、前記感光物体を保持して、水平面内で移動可能でかつ重力方向に所定ストローク範囲で移動可能な移動体(WTB)と;略水平な上面を有し、前記移動体を前記上面上で移動可能に支持するベース(71)と;前記移動体を駆動する駆動系(28、29、31,33)と;前記移動体の上方に配置され、前記移動体に対向して設けられる部材(51A、51B、91)と;前記部材と前記ベースとの重力方向に沿った方向の距離を、所定ストローク範囲内で変更する可変部(56、66、72、90)と;前記駆動系と前記可変部とを制御する制御装置(20)と;を備え、前記部材と前記ベースとが前記可変部の所定ストローク範囲内で最も接近し、かつ前記移動体が所定ストローク範囲の最高位置にあるときに、前記部材の最下部と前記移動体とが干渉する場合において、前記制御装置は、前記部材と前記移動体との干渉が起こらないように前記駆動系と前記可変部との少なくとも一方を制御することを特徴とする第2の露光装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes a photosensitive object (W) with an energy beam (IL) from an exposure optical system (PL) and forms a predetermined pattern on the photosensitive object. A movable body (WTB) that holds the photosensitive object, is movable in a horizontal plane and is movable within a predetermined stroke range in the direction of gravity; and has a substantially horizontal upper surface, and the movable body is disposed on the upper surface. A base (71) that is movably supported by; and a drive system (28, 29, 31, 33) for driving the movable body; and a member that is disposed above the movable body and that faces the movable body (51A, 51B, 91); a variable section (56, 66, 72, 90) for changing the distance between the member and the base in the direction of gravity within a predetermined stroke range; and the drive system Control device for controlling the variable part (20), and when the member and the base are closest to each other within a predetermined stroke range of the variable portion and the moving body is at the highest position in the predetermined stroke range, When the mobile body interferes, the control device controls at least one of the drive system and the variable portion so that interference between the member and the mobile body does not occur. Exposure apparatus.
これによれば、前記部材と前記可動体とが、特定の条件下において干渉するような場合であっても、互いの干渉(衝突)が起こらないようにすることができる。 According to this, even when the member and the movable body interfere with each other under a specific condition, it is possible to prevent mutual interference (collision) from occurring.
この場合において、前記可変部は、前記部材と前記ベースとを、重力方向に沿って移動可能にかつ個別に支持する第1可変機構(56)と第2可変機構(66)とを含むこととすることができる。また、前記制御装置は、前記移動体のストローク範囲における可動範囲、及び前記部材と前記ベースとのストローク範囲における可動範囲をそれぞれ制限するストロークリミットを、動作シーケンスに応じて設定することとすることができる。 In this case, the variable portion includes a first variable mechanism (56) and a second variable mechanism (66) that individually support the member and the base so as to be movable along the direction of gravity. can do. Further, the control device may set a stroke limit that limits a movable range in a stroke range of the movable body and a movable range in a stroke range of the member and the base according to an operation sequence. it can.
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図6に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、一実施形態の露光装置100の概略構成が示されている。この露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(スキャニング・ステッパ(スキャナ)とも呼ばれる)である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an
この露光装置100は、光源及び照明光学系を含み、エネルギビームとしての照明光(露光光)ILによりマスクとしてのレチクルRを照明する照明系10、レチクルRを保持するレチクルステージRST、光学系ユニットとしての投影ユニットPU、感光物体としてのウエハWが載置されるウエハステージWST、前記レチクルステージRST及び前記投影ユニットPUなどが搭載されたボディBD、及びこれらの制御系等を備えている。
The
前記照明系10は、例えば特開平6−349701号公報(対応する米国特許第5,534,970号)などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、リレーレンズ、可変NDフィルタ、レチクルブラインド等(いずれも不図示)を含んで構成されている。この照明系10では、レチクルブラインドで規定されたレチクルR上のスリット状の照明領域を照明光ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとしては、一例としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。また、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)あるいは回折光学素子などを用いることができる。
The
前記レチクルステージRSTは、後述する第2コラム34の天板を構成するレチクルベース36上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって例えば数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージRST上には、レチクルRが、例えば真空吸着(又は静電吸着)により固定されている。レチクルステージRSTは、ここでは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部12により、後述する投影光学系PLの光軸AXに垂直なXY平面内で2次元的に(X軸方向、Y軸方向及びXY平面に直交するZ軸回りの回転方向(θz方向)に)微少駆動可能であるとともに、レチクルベース36上を所定の走査方向(ここでは、図1における紙面直交方向であるY軸方向とする)に指定された走査速度で駆動可能となっている。
The reticle stage RST is levitated and supported on a
レチクルステージRSTは、実際には、リニアモータによりレチクルベース36上をY軸方向に所定ストローク範囲で駆動可能なレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対して少なくとも3つのアクチュエータ(例えばボイスコイルモータなど)によりX軸方向、Y軸方向及びθz方向に微小駆動可能なレチクル微動ステージとによって構成されているが、図1では、図示の便宜上から単一のステージとして示されている。従って、以下においても、レチクルステージRSTはレチクルステージ駆動部12によりX軸方向、Y軸方向及びθz方向に微少駆動可能であるとともに、Y軸方向に走査駆動が可能な単一のステージであるものとして説明する。
The reticle stage RST is actually a reticle coarse movement stage that can be driven in a predetermined stroke range in the Y-axis direction on the
本実施形態の場合、レチクルステージRSTの駆動時(特に走査駆動時)のリニアモータの固定子に作用する反力に起因する振動の影響を極力低減するための対策が講じられている。具体的には、前述のリニアモータの固定子は、例えば特開平8−330224号公報(対応する米国特許第5,874,820号)などに開示されるように、ボディBDとは別に設けられた不図示の支持部材(リアクションフレーム)によってそれぞれ支持され、レチクルステージRSTの駆動の際にリニアモータの固定子に作用する反力は、それらのリアクションフレームを介してクリーンルームの床面Fに伝達される(逃がされる)ようになっている。この他、例えば、特開平8−63231号公報(対応する米国特許第6,246,204号)などに開示される運動量保存則を利用した反力キャンセル機構をレチクルステージRSTの反力キャンセル機構として採用しても良い。 In the case of this embodiment, measures are taken to reduce as much as possible the influence of vibration caused by the reaction force acting on the stator of the linear motor when the reticle stage RST is driven (particularly during scanning drive). Specifically, the stator of the linear motor described above is provided separately from the body BD as disclosed in, for example, JP-A-8-330224 (corresponding US Pat. No. 5,874,820). The reaction force that is supported by a support member (reaction frame) (not shown) and acts on the stator of the linear motor when the reticle stage RST is driven is transmitted to the floor F of the clean room via the reaction frame. It is supposed to be escaped. In addition, for example, a reaction force canceling mechanism using a momentum conservation law disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-63231 (corresponding US Pat. No. 6,246,204) is used as a reaction force canceling mechanism for reticle stage RST. It may be adopted.
レチクルステージRSTのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16によって、移動鏡15を介して、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。この場合、投影ユニットPUを構成する鏡筒40の側面に固定された固定鏡14を基準として位置計測が行われる。ここで、実際には、レチクルステージRST上にはY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡とX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルY干渉計とレチクルX干渉計とが設けられ、更に、これに対応して、X軸方向位置計測用の固定鏡と、Y軸方向位置計測用の固定鏡が設けられているが、図1ではこれらが代表的に移動鏡15、レチクル干渉計16、固定鏡14として示されている。なお、例えば、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡15の反射面に相当)を形成しても良い。また、レチクルステージRSTの走査方向(本実施形態ではY軸方向)の位置検出に用いられるX軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも1つのコーナーキューブ型ミラー(例えばレトロリフレクタ)を用いても良い。ここで、レチクルY干渉計とレチクルX干渉計の一方、例えばレチクルY干渉計は、測長軸を2軸有する2軸干渉計であり、このレチクルY干渉計の計測値に基づきレチクルステージRSTのY位置に加え、θz方向の回転も計測できるようになっている。
The position of the reticle stage RST in the stage moving surface is always detected by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 via a
レチクル干渉計16の計測値は、ステージ制御装置20及びこれを介して主制御装置50に送られている。ステージ制御装置20では、主制御装置50からの指示に応じ、レチクル干渉計16の計測値に基づいてレチクルステージ駆動部12を介してレチクルステージRSTを駆動制御する。
The measurement value of the
レチクルRの上方には、投影光学系PLを介してウエハステージWST上の一対の基準マークとこれに対応するレチクルR上の一対のレチクルマークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から成る一対のレチクルアライメント系13A,13B(図1では不図示、図3参照)がX軸方向に所定距離隔てて設けられている。この一対のレチクルアライメント系13A,13Bとしては、例えば特開平7−176468号公報(対応する米国特許第5,646,413号)などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。
Above the reticle R, light having an exposure wavelength for simultaneously observing the pair of reference marks on the wafer stage WST and the pair of reticle marks on the reticle R corresponding thereto is used via the projection optical system PL. A pair of
前記投影ユニットPUは、レチクルステージRSTの図1における下方でボディBDの一部に保持されている。このボディBDは、クリーンルームの床面F上に設置されたフレームキャスタFC上に設けられた第1コラム32と、この第1コラム32の上に固定された第2コラム34とを備えている。
The projection unit PU is held by a part of the body BD below the reticle stage RST in FIG. The body BD includes a first column 32 provided on a frame caster FC installed on the floor F of the clean room, and a
前記フレームキャスタFCは、床面F上に水平に置かれたベースプレートBSと、該ベースプレートBS上に固定された複数本、例えば3本(又は4本)の脚部39(但し、図1における紙面奥側の脚部は図示省略)とを備えている。 The frame caster FC includes a base plate BS placed horizontally on the floor surface F, and a plurality of, for example, three (or four) leg portions 39 (provided on the paper surface in FIG. 1) fixed on the base plate BS. The rear leg is not shown).
前記第1コラム32は、上記フレームキャスタFCを構成する複数本の脚部39それぞれの上端に個別に固定された複数、例えば3つ(又は4つ)の第1の防振機構(第1可変機構)56によって、ほぼ水平に支持された保持部材としての鏡筒定盤(メインフレーム)38を備えている。
The first column 32 includes a plurality of, for example, three (or four) first vibration isolation mechanisms (first variable) fixed individually to the upper ends of the plurality of
前記鏡筒定盤38は、例えば鋳物から成り、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成されている。この円形開口内に、外観形状が段付き円柱状で中央部に円形開口が形成された支持部材IVが、上方から挿入され、この支持部材IVは上部の大径部を介して鏡筒定盤38に支持されている。この支持部材IVの円形開口内に、投影ユニットPUが、上方から挿入され、その外周部の下端部近傍に設けられたフランジFLGを介して支持部材IVに支持されている。すなわち、このようにして、投影ユニットPUが、支持部材IVを介して鏡筒定盤38に保持されている。ここで、フランジFLGと支持部材IVの素材としては、低熱膨張の材料、例えばインバー(Inver:ニッケル36%、マンガン0.25%、及び微量の炭素と他の元素を含む鉄からなる低膨張の合金)が用いられている。
The lens
前記鏡筒定盤38の上面には、投影ユニットPUを取り囲む位置に、複数本、例えば3本の脚41(但し、図1における紙面奥側の脚は図示省略)の一端(下端)が固定されている。これらの脚41それぞれの他端(上端)面は、ほぼ同一の水平面上にあり、これらの脚41それぞれの上端面に前述のレチクルベース36の下面が固定されている。このようにして、複数本の脚41によってレチクルベース36が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース36とこれを支持する3本の脚41とによって第2コラム34が構成されている。レチクルベース36には、その中央部に照明光ILの通路となる開口36aが形成されている。
On the upper surface of the lens
前記投影ユニットPUは、円筒状でその外周部の下端部近傍にフランジFLGが設けられた鏡筒40と、該鏡筒40に保持された複数の光学素子から成る露光光学系としての投影光学系PLとによって構成されている。
The projection unit PU is a projection optical system as an exposure optical system that includes a
前記投影光学系PLとしては、例えばZ軸方向の共通の光軸AXを有する複数のレンズ(レンズエレメント)から成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系PLは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率(例えば1/4倍又は1/5倍)を有する。このため、照明系10からの照明光ILによってレチクルRの照明領域が照明されると、このレチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学系PLを介してその照明領域内のレチクルRの回路パターンの縮小像(回路パターンの一部の縮小像)が表面にレジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上に形成される。ここで、ウエハWは、例えば半導体(シリコンなど)又はSOI(Silicon Insulator)などの円板状の基板であり、その上にレジストが塗布されている。
As the projection optical system PL, for example, a refractive optical system including a plurality of lenses (lens elements) having a common optical axis AX in the Z-axis direction is used. This projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 or 1/5). For this reason, when the illumination area of the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the
なお、本実施形態の露光装置100では、液浸法を適用した露光が行われるため、開口数NAが実質的に増大することに伴いレチクル側の開口が大きくなる。このため、レンズのみで構成する屈折光学系においては、ペッツヴァルの条件を満足することが困難となり、投影光学系が大型化する傾向にある。かかる投影光学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含んで構成される反射屈折系(カタディ・オプトリック系)を用いても良い。
In the
また、本実施形態の露光装置100では、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)の光学素子としてのレンズ(以下、「先玉」ともいう)91の近傍には、液浸装置132を構成する液体供給ノズル51Aと、液体回収ノズル51Bとが設けられている。液体供給ノズル51A及び液体回収ノズル51Bは、保持部材としての鏡筒定盤38に保持されており、移動体としてのウエハテーブルWTB(詳細後述)と対向するように配置されている。
Further, in the
前記液体供給ノズル51Aには、その一端が液体供給装置131A(図1では不図示、図3参照)に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、前記液体回収ノズル51Bには、その一端が液体回収装置131B(図1では不図示、図3参照)に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。
The
前記液体供給装置131Aは、液体のタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、並びに供給管に対する液体の供給・停止を制御するためのバルブ等を含んで構成されている。バルブとしては、例えば液体の供給・停止のみならず、流量の調整も可能となるように、流量制御弁を用いることが望ましい。前記温度制御装置は、液体タンク内の液体の温度を、露光装置本体が収納されているチャンバ(不図示)内の温度と同程度の温度に調整する。
The
前記液体回収装置131Bは、液体のタンク及び吸引ポンプ、並びに回収管を介した液体の回収・停止を制御するためのバルブ等を含んで構成されている。バルブとしては、前述した液体供給装置131A側のバルブに対応して流量制御弁を用いることが望ましい。
The
上記の液体としては、ここでは、ArFエキシマレーザ光(波長193nmの光)が透過する超純水(以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する)を用いるものとする。超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハ上のフォトレジストや光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。また、超純水は環境に対する悪影響がないと共に、不純物の含有量が極めて低いため、ウエハの表面及び先玉91の表面を洗浄する作用も期待できる。
Here, as the liquid, ultrapure water (hereinafter simply referred to as “water” unless otherwise required) through which ArF excimer laser light (light having a wavelength of 193 nm) passes is used. Ultrapure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing plant or the like and has no adverse effect on the photoresist, optical lens, etc. on the wafer. In addition, since the ultrapure water has no adverse effect on the environment and the content of impurities is extremely low, it can be expected to clean the surface of the wafer and the surface of the
水の屈折率nは、ほぼ1.44である。この水の中では、照明光ILの波長は、193nm×1/n=約134nmに短波長化される。 The refractive index n of water is approximately 1.44. In this water, the wavelength of the illumination light IL is shortened to 193 nm × 1 / n = about 134 nm.
前記液体供給装置131A及び液体回収装置131Bは、それぞれコントローラを具備しており、それぞれのコントローラは、主制御装置50によって制御されるようになっている(図3参照)。液体供給装置131Aのコントローラは、主制御装置50からの指示に応じ、供給管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体供給ノズル51Aを介して先玉91とウエハWとの間に水を供給する。また、このとき、液体回収装置131Bのコントローラは、主制御装置50からの指示に応じ、回収管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体回収ノズル51Bを介して先玉91とウエハWとの間から液体回収装置131B(液体のタンク)の内部に水を回収する。このとき、主制御装置50は、先玉91とウエハWとの間に液体供給ノズル51Aから供給される水の量と、液体回収ノズル51Bを介して回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置131Aのコントローラ、液体回収装置131Bのコントローラに対して指令を与える。従って、先玉91とウエハWとの間に、一定量の水Lq(図1参照)が保持される。この場合、先玉91とウエハWとの間に保持された水Lqは、常に入れ替わっている。
Each of the
上記の説明から明らかなように、本実施形態の液浸装置132は、上記液体供給装置131A、液体回収装置131B、供給管、回収管、液体供給ノズル51A及び液体回収ノズル51B等を含んで構成された、局所液浸装置である。
As is clear from the above description, the
なお、上記の説明では、その説明を簡単にするため、液体供給ノズルと液体回収ノズルとがそれぞれ1つずつ設けられているものとしたが、これに限らず、例えば、国際公開第99/49504号パンフレットに開示されるように、ノズルを多数有する構成を採用することとしても良い。要は、投影光学系PLを構成する最下端の光学部材(先玉)91とウエハWとの間に液体を供給することができるのであれば、その構成はいかなるものであっても良い。 In the above description, in order to simplify the description, one liquid supply nozzle and one liquid recovery nozzle are provided. However, the present invention is not limited to this, for example, International Publication No. 99/49504. It is good also as employ | adopting the structure which has many nozzles so that it may be disclosed by number pamphlet. In short, as long as the liquid can be supplied between the lowermost optical member (tip ball) 91 and the wafer W constituting the projection optical system PL, any configuration may be used.
なお、不図示ではあるが、水Lqが保持される液浸領域の外側、例えば液体供給ノズル51A、液体回収ノズル51Bの外側に、例えば光ファイバ式の漏水センサが設置されており、主制御装置50は、この漏水センサの出力に基づいて漏水発生を瞬時に検知できる構成となっている。
Although not shown, for example, an optical fiber type water leakage sensor is installed outside the liquid immersion area where the water Lq is held, for example, outside the
前記ウエハステージWSTは、図1に示されるように、投影ユニットPUの下方に水平に配置されたベースとしてのステージベース71の上面に、その底面に設けられた複数のエアベアリングを介して非接触で浮上支持されている。このウエハステージWST上に、ウエハホルダ70を介してウエハWが真空吸着(又は静電吸着)によって固定されている。
As shown in FIG. 1, wafer stage WST is not in contact with the upper surface of
前記ステージベース71は、前述のベースプレートBS上に設置されたメンテプレートと呼ばれる平板MP上の複数箇所(例えば3箇所)にそれぞれ配置された、複数(例えば3つ)の支持部材73と、該各支持部材73の上面にそれぞれ固定された複数(例えば3つ)の第2の防振機構(第2可変機構)66とによって、支持金物89A〜89Cをそれぞれ介してほぼ水平に支持されている。
The
これを更に詳述すると、ステージベース71の−X側面には、そのY軸方向の一側と他側の端部近傍にそれぞれ断面L字状の金属等からなる支持金物89A、89B(但し、図1においては支持金物89Bは、支持金物89Aの奥に隠れている)が固定されている。また、ステージベース71の+X側面には、そのY軸方向の中央部に、断面L字状の金属等からなる支持金物89Cが固定されている。ステージベース71は、これら3つの支持金物89A〜89Cをそれぞれ介して、3つの支持部材73の各々の上で第2の防振機構66をそれぞれ介して支持されるようになっている。
More specifically, on the −X side surface of the
本実施形態では、ステージベース71(及び支持金物89A〜89C)と、複数の支持部材73とによって、第3コラムが構成されている。
In the present embodiment, a third column is configured by the stage base 71 (and the
前記ステージベース71の+Z側の面(上面)は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、ウエハステージWSTの移動基準面であるガイド面とされている。
The surface (upper surface) on the + Z side of the
前記ウエハステージWSTは、投影光学系PLの図1における下方で、リニアモータ(あるいは平面モータ)などのアクチュエータを含むXY駆動部31(図1では不図示、図3参照)によって上記ガイド面に沿ってXY面内で駆動されるXYステージ28と、該XYステージ28上にZ・チルト駆動部29(図3参照)を介して搭載され、該Z・チルト駆動部29によってZ軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、θy方向(Y軸回りの回転方向)の3自由度方向に微小駆動される移動体としてのウエハテーブルWTBとを含んで構成されている。ウエハテーブルWTBの上面に、ウエハホルダ70を介してウエハWが真空吸着(又は静電吸着)等により固定されている。
Wafer stage WST is along the guide surface by XY drive unit 31 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3) including an actuator such as a linear motor (or a planar motor) below projection optical system PL in FIG.
前記Z・チルト駆動部29は、例えば、XYステージ28上でウエハテーブルWTBを3点で支持する3つのアクチュエータ(例えば、ボイスコイルモータ又はEIコア)等を含んで構成される。なお、Z・チルト駆動部29は実際には、XYステージ28上に存在するが、本明細書では、一部の箇所で図示及び説明の便宜上から図1のウエハステージ駆動部27の一部であるかのような説明を行っている(図3等参照)。
The Z /
このように、ウエハステージWSTを構成するXYステージ28、ウエハテーブルWTBは、XY駆動部31、Z・チルト駆動部29、及び後述するZ・チルトコントローラ33(図3参照)によってそれぞれ駆動されるが、図1では、これらXY駆動部31、Z・チルト駆動部29及びZ・チルトコントローラ33が纏めてウエハステージ駆動部27として示されている。
As described above, the
前記ウエハホルダ70は、板状の本体部と、該本体部の上面に固定されその中央にウエハWの直径より2mm程度直径が大きな円形開口が形成された補助プレートとを備えている。この補助プレートの円形開口内部の領域には、多数のピンが配置されており、その多数のピンによってウエハWが支持された状態で、真空吸着されている。この場合、ウエハWが真空吸着された状態では、そのウエハW表面と補助プレートの表面との高さがほぼ同一の高さとなるようになっている。
The
また、補助プレートには、その一部に所定形状の開口が形成され、その開口内に基準マーク板が嵌め込まれている。基準マーク板はその表面が、補助プレートと同一面とされている。この基準マーク板の表面には、少なくとも一対のレチクルアライメント用の第1基準マークと、これらの第1基準マークに対して既知の位置関係にあるオフアクシスアライメント系のベースライン計測用の第2基準マークなどが形成されている。 The auxiliary plate has an opening having a predetermined shape in a part thereof, and a reference mark plate is fitted in the opening. The surface of the reference mark plate is flush with the auxiliary plate. The surface of the reference mark plate includes at least a pair of reticle alignment first reference marks and a second reference for baseline measurement of an off-axis alignment system having a known positional relationship with respect to the first reference marks. A mark or the like is formed.
前記ウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)のXY面内の位置情報は、その上部に固定された移動鏡17に測長ビームを照射するウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)18によって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。このウエハ干渉計18は、鏡筒定盤38に吊り下げ状態で固定され、投影ユニットPUを構成する鏡筒40の側面に固定された固定鏡57の反射面を基準とする移動鏡17の反射面の位置情報をウエハステージWSTの位置情報として計測する。
Position information in the XY plane of the wafer table WTB (wafer stage WST) is obtained by a wafer laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) 18 that irradiates a length measuring beam onto a
ここで、ウエハステージWST上には、実際には、走査方向であるY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡と非走査方向であるX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられ、これに対応してレーザ干渉計及び固定鏡も、X軸方向位置計測用とY軸方向位置計測用のものがそれぞれ設けられているが、図1ではこれらが代表的に移動鏡17、ウエハ干渉計18、固定鏡57として図示されている。なお、例えば、ウエハテーブルWTBの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡17の反射面に相当)を形成しても良い。また、X軸方向位置計測用のレーザ干渉計及びY軸方向位置計測用のレーザ干渉計は、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブルWTBのX、Y位置の他、回転(ヨーイング(θz方向の回転)、ピッチング(θx方向の回転)、ローリング(θy方向の回転))も計測可能となっている。従って、以下の説明ではウエハ干渉計18によって、ウエハテーブルWTBのX、Y、θz、θy、θxの5自由度方向の位置が計測されるものとする。また、多軸干渉計は45°傾いてウエハステージWSTに設置される反射面を介して、投影ユニットPUが保持される鏡筒定盤38に設けられる不図示の反射面にレーザビームを照射し、投影光学系PLの光軸AX方向(Z軸方向)に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。
Here, on the wafer stage WST, in actuality, a Y moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y axis direction that is the scanning direction and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X axis direction that is the non-scanning direction. Corresponding to this, laser interferometers and fixed mirrors are also provided for X-axis direction position measurement and Y-axis direction position measurement, respectively, but these are representatively moved in FIG. Illustrated as
ウエハステージWSTの位置情報(又は速度情報)は、ステージ制御装置20及びこれを介して主制御装置50に送られ、ステージ制御装置20では、主制御装置50からの指示に応じて、ウエハステージWSTの位置情報(又は速度情報)に基づいて、XY駆動部31を介してウエハステージWSTのXY面内の位置を制御する。
The position information (or velocity information) of wafer stage WST is sent to stage
本実施形態の露光装置100では、図1では図示が省略されているが、照射系42a及び受光系42b(図3参照)から成る、例えば特開平6−283403号公報(対応米国特許第5,448,332号)等に開示されるものと同様の斜入射方式の多点焦点位置検出系が設けられている。本実施形態では、一例として、照射系42aが液体供給ノズル51Aの−X側にて鏡筒定盤38下方に吊り下げ支持され、受光系42bが液体回収ノズル51Bの+X側にて鏡筒定盤38下方に吊り下げ支持されている。すなわち、照射系42a及び受光系42bと、投影光学系PLとが、同一の部材(鏡筒定盤38)に取り付けられており、両者の位置関係が一定に維持されている。なお、照射系42a及び受光系42bが取り付けられる部材は、鏡筒定盤38に限らず、投影光学系PLとの位置関係が一定に維持される部材であれば良く、例えば投影ユニットPUの鏡筒40や、支持部材IVなどであっても良い。
In the
照射系42aは、主制御装置50によってオンオフが制御される光源を有し、投影光学系PLの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束をウエハ表面に光軸AXに対して斜め方向から照射する。一方、ウエハ表面で反射されたそれらの結像光束の反射光束は、受光系42b内の受光素子によって受光され、電気信号(焦点ずれ信号)に変換される。この焦点ずれ信号(デフォーカス信号)は、ステージ制御装置20及びこれを介して主制御装置50に供給されている。ステージ制御装置20は、後述する走査露光時などに、主制御装置50からの指示に応じ、焦点ずれ信号(デフォーカス信号)、例えばSカーブ信号に基づいてウエハW表面のZ位置、θx方向の回転,θy方向回転を算出し、その算出結果にもとづいて、Z・チルト駆動部29を制御するZ・チルトコントローラ33に指示を与える。Z・チルトコントローラ33では、その指令に基づいて、ウエハテーブルWTBに対する3つの支持点のそれぞれをZ軸方向に駆動する各アクチュエータの駆動量を算出し、各アクチュエータによって駆動される対応する支持点のZ軸方向の位置を検出するリニアエンコーダの出力をモニタしつつ、各アクチュエータを駆動する。このようにして、ウエハテーブルWTBのZ軸方向への移動、及び2次元方向の傾斜(すなわち、θx,θy方向の回転)が制御され、照明光ILの照射領域(前述の照明領域と共役な照明光ILの照射領域)内で投影光学系PLの結像面にウエハWの表面を実質的に合致させるオートフォーカス(自動焦点合わせ)及びオートレベリングが実行される。
The
本実施形態では、上記の各アクチュエータによって駆動可能な各支持点のZ軸方向に関する位置の最上位置と最下位置との間が、後述するウエハテーブルWTBのストローク範囲に他ならない。 In this embodiment, the space between the uppermost position and the lowermost position in the Z-axis direction of each support point that can be driven by each actuator is the stroke range of wafer table WTB, which will be described later.
本実施形態の露光装置100では、同様に図1では図示が省略されているが、投影ユニットPUの近傍に、オフアクシスアライメント系ALG(図1では不図示、図3参照)が設けられている。このオフアクシスアライメント系としては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子(CCD)等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Filed Image Alignment)系のアライメントセンサが用いられている。このオフアクシスアライメント系ALGは、指標中心を基準とするマークの位置情報を主制御装置50に供給する。主制御装置50は、この供給された情報と、ウエハ干渉計18の計測値とに基づいて、検出対象のマーク、具体的には基準マーク板上の第2基準マーク又はウエハ上のアライメントマークのウエハ干渉計18の測長軸で規定されるステージ座標系上における位置情報を計測するようになっている。
Similarly, in the
図2には、前述した鏡筒定盤38の一端部近傍及びステージベース71の一端部近傍の構成部分が、一部断面して示されている。前記各第1の防振機構56は、そのうちの一つの第1の防振機構56を代表的に採りあげて、図2に示されるように、支持対象物としての鏡筒定盤38を支持する第1のエアマウント(以下、単に「エアマウント」とも記述する)60と、鏡筒定盤38を重力方向(図2における紙面内上下方向)に高応答で微小駆動可能な微小駆動部62とを備えている。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the components in the vicinity of one end portion of the lens
前記エアマウント60は、上部に開口を有するハウジング61と、ハウジング61の前記開口を塞ぐ状態で設けられ、鏡筒定盤38を保持する保持部材63と、前記ハウジング61と保持部材63とに接続され、これらハウジング61及び保持部材63とともにほぼ気密状態の気体室64を形成するダイヤフラム65と、前記気体室64の内部に充填された気体、例えば空気の圧力を調整する電磁レギュレータ(以下、適宜「レギュレータ」とも呼ぶ)67とを備えている。
The
前記微小駆動部62は、鏡筒定盤38に直接取り付けられた可動子68aと、該可動子68aとの間で電磁相互作用を行い鏡筒定盤38を重力方向に駆動する電磁力を発生する固定子68bとを有するボイスコイルモータ68と、該ボイスコイルモータ68に駆動電流を供給する電流供給源69とを備えている。
The
このように構成される第1の防振機構56では、ステージ制御装置20の指示に応じ、第1の調整部としての第1の防振コントローラ72によって、不図示の圧力センサの計測値に基づいて電磁レギュレータ67が制御され、気体室64内の気体、例えば空気の圧力制御が行われる。但し、気体室64内の気体の内圧は高いため、制御応答が20Hz程度しか確保できないので、高応答の制御が必要な場合には、第1の防振コントローラ72は、鏡筒定盤38に取り付けられた不図示の加速度計などの出力に応じてボイスコイルモータ68を制御する。勿論、床振動などの微振動は、エアマウント60の空気ばねによって除振される(マイクロGレベルで絶縁される)。
In the
また、エアマウント60のハウジング61には、配管74を介して、ノーマルオープン型の電磁弁から成る第1のバルブ76の一端が接続され、該第1のバルブ76の他端には、所定の開口面積を有するオリフィス管から成る第1のオリフィス78の一端が接続され、この第1のオリフィス78の他端は大気開放されている(より正確には、露光装置本体を取り囲む不図示のチャンバの内部雰囲気に開放されている)。第1のバルブ76は、第1の防振コントローラ72によって、平常時は閉じられている。
In addition, one end of a
前記3つの第2の防振機構66のそれぞれは、支持対象物が異なる点を除き、上述の第1の防振機構56と同様にして構成されている。図2には、3つの第2の防振機構66のうちの支持金物89Aを介してステージベース71を支持する第2の防振機構66が代表的に採り挙げて示されている。この図2に示されるように、各第2の防振機構66は、支持対象物としてのステージベース71を支持金物89A(89B、あるいは89C)を介して支持する第2のエアマウント(以下、単に「エアマウント」とも記述する)80と、ステージベース71を支持金物89A(89B、あるいは89C)を介して重力方向(図2における紙面内上下方向)に高応答で微小駆動可能な微小駆動部81とを備えている。
Each of the three second
前記エアマウント80は、前述のエアマウント60と同様に、上部に開口を有するハウジング82と、ハウジング82の前記開口を塞ぐ状態で設けられ、ステージベース71を支持金物89Aを介して保持する保持部材83と、前記ハウジング82と保持部材83とに接続され、これらハウジング82及び保持部材83とともにほぼ気密状態の気体室84を形成するダイヤフラム85と、前記気体室84の内部に充填された気体、例えば空気の圧力を調整する電磁レギュレータ(以下、適宜「レギュレータ」とも呼ぶ)86とを備えている。
Like the
前記微小駆動部81は、支持金物89A(89B、あるいは89C)に直接取り付けられた可動子87aと、該可動子87aとの間で電磁相互作用を行い支持金物89A(89B、あるいは89C)を介してステージベース71を重力方向に駆動する電磁力を発生する固定子87bとを有するボイスコイルモータ87と、該ボイスコイルモータ87に駆動電流を供給する電流供給源88とを備えている。
The
このように構成される第2の防振機構66では、ステージ制御装置20の指示に応じ、第2の調整部としての第2の防振コントローラ90によって、不図示の圧力センサの計測値に基づいて電磁レギュレータ86が制御され、ハウジング82の内部に形成された気体室84内の気体、例えば空気の圧力制御が行われる。この場合も、高応答の制御が必要な場合には、第2の防振コントローラ90は、不図示の加速度計などの出力に応じてボイスコイルモータ87を制御する。また、ベースプレートBS及び平板MPなどを介して伝達される床振動などの微振動は、エアマウント80の空気ばねによって除振される(マイクロGレベルで絶縁される)。
In the
また、エアマウント80のハウジング82には、配管92を介して、ノーマルオープン型の電磁弁から成る第2のバルブ94の一端が接続され、該第2のバルブ94の他端には、第1のオリフィス78より開口面積が大きなオリフィス管から成る第2のオリフィス95の一端が接続され、この第2のオリフィス95の他端は大気開放されている(より正確には、露光装置本体を取り囲む不図示のチャンバの内部雰囲気に開放されている)。第2のバルブ94は、第2の防振コントローラ90によって、平常時は閉じられている。
One end of a
図3には、本実施形態の露光装置100における、制御系の主要な構成がブロック図にて示されている。この図3中、主制御装置50及びステージ制御装置20を中心として、制御系が構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the main configuration of the control system in the
主制御装置50は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含んで構成され、装置全体を統括して制御する。また、ステージ制御装置20は、マイクロコンピュータから成り、主制御装置50の指示に応じ、レチクルステージ駆動部12、ウエハステージ駆動部27、第1の防振コントローラ72及び第2の防振コントローラ90等を制御する。
The
ここで、この制御系は、図3からも分かる通り、マスター/スレーブ系を構成している。すなわち、主制御装置50が、マスター・プロセッサ(Master Processor)を構成し、その配下にあるステージ制御装置20がスレーブ・プロセッサ(Slave Processor)を構成している。そして、このステージ制御装置20の配下にある、ファンクション・プロセッサ(Function Processor)によって第1,第2の防振コントローラ72,90及びZ・チルトコントローラ33等が構成されている。
Here, this control system constitutes a master / slave system as can be seen from FIG. That is, the
次に、本実施形態の露光装置100における、3つの第1の防振機構56をそれぞれ構成する各第1のエアマウント60、3つの第2の防振機構66をそれぞれ構成する各第2のエアマウント80及びウエハテーブルWTBの重力方向に関する位置をそれぞれの原点位置(中立位置)に設定する、リセットシーケンスについて、説明する。
Next, in the
ここで、リセットシーケンスそのものの説明に先立って、本実施形態における、エアマウント60,80及びウエハテーブルWTBのZ軸方向のストローク範囲(メカ的な最大可動範囲)などについて、図5に基づいて説明する。この図5は、各エアマウント60のZ軸方向のストローク範囲ST1、各エアマウント80のZ軸方向のストローク範囲ST2、及びウエハテーブルWTBのZ軸方向のストローク範囲ST3をそれぞれ模式的に示す図である。また、この図5は、各エアマウント60のストローク範囲ST1の最下位置と、各エアマウント80のストローク範囲の中立位置とが一致した状態で、ストローク範囲ST1、ST2及びST3の関係を示す図でもある。この図5においては、ウエハテーブルWTBについては、その最上面の位置がウエハテーブルWTBの代表位置とされ、各エアマウント60については、該エアマウント60の支持対象物である鏡筒定盤38に保持される投影ユニットPUの先玉91の下端面の位置がエアマウント60の代表位置とされ、各エアマウント80については、該エアマウント80によって支持されるステージベース71上面の位置(図5では、便宜上この位置がウエハテーブルWTBの可動範囲内の中立位置と一致するものとしている)が、エアマウント80の代表位置とされている。
Here, prior to the description of the reset sequence itself, the stroke range (mechanical maximum movable range) of the air mounts 60 and 80 and the wafer table WTB in the Z-axis direction in this embodiment will be described with reference to FIG. To do. FIG. 5 schematically shows the stroke range ST1 of each
図5において、符号WDは、各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBの3者が、全て原点位置(中立位置)にあるときの投影ユニットPUの最下端部、すなわち先玉91の下端面とウエハテーブルWTBの上面(すなわちウエハW表面)との間隔であるワーキング・ディスタンスを示す。本実施形態では、ワーキング・ディスタンスWDは1mmに設定されている。また、この図5に示されるように、本実施形態では、ST1が±1mm、ST2が±0.8mm、ST3が±0.5mmにそれぞれ設定されている。
In FIG. 5, reference numeral WD denotes the lowermost end portion of the projection unit PU when the three air mounts 60, the air mounts 80, and the wafer table WTB are all at the origin position (neutral position), that is, the
この図5から明らかなように、本実施形態では、ワーキング・ディスタンスが、1mmと狭くなっているため、無条件で、各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBの重力方向に関する位置を、それぞれの原点位置に設定すると、投影ユニットPUの最下端(先玉91の下面)とウエハテーブルWTBとが、図5に符号Dで示されるように、最大1.3mm干渉するおそれがある。すなわち、各エアマウント60がストローク範囲ST1の最下位置にあり、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBがそれぞれのストローク範囲ST2、ST3の最上位置にあるとき、投影ユニットPUの最下端(先玉91の下面)とウエハテーブルWTBとが1.3mmの干渉幅で干渉するように、各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBそれぞれのストローク範囲が設定されている。
As is apparent from FIG. 5, in this embodiment, the working distance is as narrow as 1 mm. Therefore, the positions of the air mounts 60, the air mounts 80, and the wafer table WTB in the gravitational direction are unconditionally set. If the respective origin positions are set, the lowermost end of the projection unit PU (the lower surface of the leading ball 91) and the wafer table WTB may interfere with each other as much as 1.3 mm as indicated by the symbol D in FIG. That is, when each
次に、リセットシーケンスについて、ステージ制御装置20の処理アルゴリズムを示す、図4のフローチャートに沿って、かつ適宜他の図面を参照して説明する。
Next, the reset sequence will be described along the flowchart of FIG. 4 showing the processing algorithm of the
この図4のアルゴリズムは、主制御装置50からのリセット開始指示コマンドを受け取ったときに、開始される。
The algorithm shown in FIG. 4 is started when a reset start instruction command is received from the
まず、ステップ102において、各エアマウント60及び各エアマウント80それぞれの気体室内の気体を強制排気して鏡筒定盤38、ステージベース71を最下位置へ下降させるとともに、Z・チルト駆動部29の各アクチュエータで推力を発生させてウエハテーブルWTBを最下位置まで強制的に下降させる。なお、このステップ102で実行される各部の動作は、実際には、ステージ制御装置20が、第1の防振コントローラ72、第2の防振コントローラ90及びZ・チルトコントローラ33にそれぞれ指令を与え、この指令を受けた第1の防振コントローラ72、第2の防振コントローラ90及びZ・チルトコントローラ33が、それぞれの指令に応じた動作を行うことで実現される。
First, in
ここで、各エアマウント60、各エアマウント80それぞれの気体室内の気体の強制排気は、第1のバルブ76、第2のバルブ94を開放して行っても良いし、レギュレータ67、86の設定の変更によって行っても良い。
Here, the forced exhaust of the gas in the gas chamber of each
いずれにしても、その強制排気により鏡筒定盤38及びステージベース71がともに最下位置へ下降した状態では、ウエハテーブルWTBの位置に拘わらず、投影ユニットPUの最下端(先玉91の下面)とウエハテーブルWTBとは干渉しない(すなわち、ウエハテーブルWTBが最上位置にあっても、投影ユニットPUの最下端(先玉91の下面)とウエハテーブルWTBとの間隔は、0.3mmある)ようになっている(図5参照)。
In any case, in the state where the lens
次のステップ104では、第1の防振コントローラ72に位置決め指令(目標位置:+0.5mm(第1のエアマウントスケール))を与える。これにより、第1の防振コントローラ72により、各エアマウント60の気体室64の内圧がレギュレータ72を介して調整され、先玉91の下端面(エアマウント60の代表位置)が+0.5mmの位置に位置決めされる。勿論、上記ステップ102で第1のバルブ76を開放している場合には、各エアマウント60の気体室64の内圧の調整に先立って、この第1のバルブ76を、第1の防振コントローラ72を介して閉じておく必要がある。
In the
なお、このステップ104での目標位置:+0.5mm(第1のエアマウントスケール)は、各エアマウント80が最上位置、かつウエハテーブルWTBが最上位置となっても、投影ユニットPUの最下端(先玉91の下面)とウエハテーブルWTBとは干渉しない条件を満足する位置である。
Note that the target position in step 104: +0.5 mm (first air mount scale) is the lowest end of the projection unit PU (even if each
次のステップ106では、上記ステップ104で位置決め指令を行ってから所定時間T1が経過するのを待ち、所定時間T1が経過すると、次のステップ108に進んで、第2の防振コントローラ90に指令(目標位置:±0mm(第2のエアマウントスケール))を与える。これにより、第2の防振コントローラ90により、各エアマウント80のレギュレータ86を介した気体室84の内圧制御が開始され、上記の各エアマウント60による先玉91の下端面の位置決め開始後、少し遅れて各エアマウント80によるステージベース71の上面(エアマウント80の代表位置)の位置決めが開始される。勿論、この場合も、上記ステップ102で第2のバルブ94を開放している場合には、各エアマウント80の気体室84の内圧の調整に先立って、この第2のバルブ94を、第2の防振コントローラ90を介して閉じておく必要がある。
In the next step 106, the process waits for the predetermined time T1 to elapse after the positioning command is issued in
次のステップ110では、上記の目標位置への先玉91の下端面の位置決めが完了するのを待ち、その位置決めが完了すると、ステップ112に進んで、第1の防振コントローラ72に対し、各エアマウント60のストローク範囲ST1内における可動範囲(ST1’とする)を制限するストロークリミットを下限値+0.4mm、上限値+1.0mmに設定するように指令を与える。これにより、第1の防振コントローラ72によってストロークリミットがソフト的に設定され、以後の各エアマウント60の可動範囲ST1’が(+0.4mm〜+1.0mm)の範囲に制限される。なお、上記のストロークリミット(下限値+0.4mm、上限値+1.0mm)の設定は、各エアマウント80が最上位置、かつウエハテーブルWTBが最上位置となっても、投影ユニットPUの最下端(先玉91の下面)とウエハテーブルWTBとは干渉が生じない範囲のストロークリミットの設定である。
In the
次のステップ114では、Z・チルトコントローラ33にウエハテーブルWTBのリセットを開始するように指示する(目標位置:±0mm)。これにより、Z・チルトコントローラ33によって、Z・チルト駆動部29の各アクチュエータの駆動が開始され、ウエハテーブルWTBのリセットが開始される。
In the
次のステップ116では、上記の目標位置へのステージベース71上面の位置決めが完了するのを待ち、その位置決めが完了すると、ステップ118に進んで、第2の防振コントローラ90に対し、各エアマウント80のストローク範囲ST2内における可動範囲(ST2’とする)を制限するストロークリミットを下限値−0.2mm、上限値+0.2mmに設定するように指令を与える。これにより、第2の防振コントローラ90によってストロークリミットがソフト的に設定され、以後の各エアマウント80の可動範囲ST2’が(−0.2mm〜+0.2mm)の範囲に制限される。
In the
次のステップ120では、ウエハテーブルWTBのリセットが完了するのを待ち、このリセットが完了すると、ステップ122に進んで、Z・チルトコントローラ33に対し、ウエハテーブルWTBのストローク範囲ST3内における可動範囲(ST3’とする)を制限するストロークリミットを下限値−0.1mm、上限値+0.1mmに設定するように指令を与える。これにより、Z・チルトコントローラ33によってストロークリミットがソフト的に設定され、以後のウエハテーブルWTBのZ軸方向の可動範囲ST3’が(−0.1mm〜+0.1mm)の範囲に制限される。
In the
次のステップ124では、第1の防振コントローラ72に対し、各エアマウント60のストロークリミットを下限値−0.2mm、上限値+0.2mmに設定する旨の指令及び位置決め指令(目標位置:±0)を与える。これにより、第1の防振コントローラ72により、原点(中立点)への先玉91の下端面の位置決めが行われるとともに、ストロークリミットがソフト的に設定され、以後の各エアマウント60の可動範囲ST1’が(−0.2mm〜+0.2mm)の範囲に制限される。
In the
次のステップ126では、Z・チルトコントローラ33に対して、ウエハテーブルWTBのストロークリミットを下限値−0.5mm、上限値+0.5mmに設定するように指令を与えた後、本ルーチンのリセットシーケンスの処理を終了する。
In the
この結果、Z・チルトコントローラ33によって上記下限値、上限値に応じたストロークリミットの設定(この場合、ストロークリミットの設定解除)が行われ、以後のウエハテーブルWTBのZ軸方向の可動範囲ST3’がストローク範囲ST3(−0.5mm〜+0.5mm)に設定される。
As a result, the Z /
以上のリセットシーケンスが行われた結果、最終的な各部の可動範囲は、図6に示されるように、次の通りとなる。 As a result of the above reset sequence, the final movable range of each part is as follows, as shown in FIG.
各エアマウント60の可動範囲ST1’ :−0.2mm〜+0.2mm
各エアマウント80の可動範囲ST2’ :−0.2mm〜+0.2mm
ウエハテーブルWTBの可動範囲ST3’ :−0.5mm〜+0.5mm
この結果、最も可動範囲を広く取る必要がある、ウエハテーブルWTBの可動範囲が1mmあり、ウエハテーブルWTBの可動範囲を十分確保できている。また、このとき、図6からも分かるように、ステージ制御装置20は、各エアマウント60が可動範囲ST1’の最下位置にあり、各エアマウント80が可動範囲ST2’ の最上位置にあり、かつウエハテーブルWTBが可動範囲ST3’の最上位置にあるときでも、投影ユニットPUの最下端(先玉91の下面)とウエハテーブルWTBとは干渉が生じないように、各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBのそれぞれのストロークリミットを設定している。
Movable range ST1 ′ of each air mount 60: −0.2 mm to +0.2 mm
Movable range ST2 ′ of each air mount 80: −0.2 mm to +0.2 mm
Wafer table WTB movable range ST3 ': -0.5 mm to +0.5 mm
As a result, the movable range of wafer table WTB that requires the widest movable range is 1 mm, and the movable range of wafer table WTB is sufficiently secured. At this time, as can be seen from FIG. 6, in the
また、本実施形態では、上記のリセットシーケンス時に、ステージ制御装置20は、各エアマウント60のストロークリミットを、投影ユニットPUとウエハテーブルWTBとの干渉が生じない範囲に一旦設定し、その後に各エアマウント80及びウエハテーブルWTBのストロークリミットを設定した後に、所望の範囲に再設定している。このため、前述の図5に符号Dで示されるように、無条件で、各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBの重力方向に関する位置を、それぞれの原点位置に設定した場合に、投影ユニットPUの最下端(先玉91の下面)とウエハテーブルWTBとが、最大1.3mm干渉するおそれがあるような、各部のストロークの設定にもかかわらず、リセット中に投影ユニットPUとウエハテーブルWTBとの干渉が生じないようになっている。
Further, in the present embodiment, during the above-described reset sequence, the
なお、以下で説明する、リセットシーケンス以外のシーケンスにおいても、上述と同様に、動作コマンドが主制御装置50からステージ制御装置20へ出された場合、ステージ制御装置20がその動作に必要な、各エアマウント60、各エアマウント80、及びウエハテーブルWTBの動作コマンドを、各コントローラへ指令するとともに、ストロークリミットを各コントローラを介して設定するようになっている。
In the sequence other than the reset sequence, which will be described below, as described above, when an operation command is issued from the
本実施形態の露光装置100では、デバイスの製造時には、通常のスキャナと同様に、大略、以下の手順で動作が進行する。
a.レチクル交換(すなわちレチクルステージRSTからのレチクルのアンロード及びレチクルステージRST上へのレチクルのロード(レチクルステージRST上にレチクルがない場合は、単にレチクルをロード))、b.レチクルアライメント及びオフアクシスアライメント系ALGのベースライン計測が、ロット先頭のウエハアライメントに先立って行われる。上記a.及びb.と並行して(あるいはa.及びb.の後に)、c.ウエハ交換(すなわち、ウエハホルダ70からの露光済みのウエハのアンロード及びウエハホルダ70への未露光のウエハのロード(ウエハホルダ70上にウエハがない場合は、単にウエハをロード)が行われる。これにより、ロット先頭のウエハがウエハホルダ70上に載置され、その後、そのロット先頭のウエハに対して、d.ウエハアライメント(例えばEGA)及びe.ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。そのロット先頭のウエハに対する露光が終了すると、上記のc.、d.及びe.の動作が繰り返し行われ、ロット内の第2枚目以降のウエハに対する処理が行われる。そして、そのロット内の最後のウエハに対する処理が終了すると、上記a.及びb.の動作が行われ、次ロットのウエハに対する処理が開始される。このようにして、複数ロットのウエハに対する処理が行われる。
In the
a. Reticle exchange (i.e. unloading of reticle from reticle stage RST and loading of reticle onto reticle stage RST (if no reticle is on reticle stage RST, simply load reticle)), b. Baseline measurement of reticle alignment and off-axis alignment system ALG is performed prior to wafer alignment at the head of the lot. A. And b. In parallel (or after a. And b.), C. Wafer exchange (that is, unloading of the exposed wafer from the
なお、a.レチクル交換、b.レチクルアライメント及びオフアクシスアライメント系ALGのベースライン計測、c.ウエハ交換、d.ウエハアライメント、e.ステップ・アンド・スキャン方式の露光の各動作シーケンスは、通常のスキャナと異なるところがないので詳細説明は省略する。但し、本実施形態では、レチクルアライメント、及び露光の際に、前述のように主制御装置50によって液浸装置132を構成する液体供給装置131A、液体回収装置131Bが制御され、先玉91とウエハWとの間に、一定量の水Lq(図1参照)が保持された状態で、各動作が行われる。
A. Reticle exchange, b. Baseline measurement of reticle alignment and off-axis alignment system ALG, c. Wafer exchange, d. Wafer alignment, e. Each operation sequence of the step-and-scan exposure is not different from that of a normal scanner, and thus detailed description thereof is omitted. However, in the present embodiment, at the time of reticle alignment and exposure, the
なお、オフアクシスアライメント系ALGのベースライン計測は、f.ベースラインチェックシーケンスとして、ロット先頭以外の任意のときに行うようにしても良い。また、本実施形態の露光装置100では、例えば特開平5−190423号(対応する米国特許第5,502,311号)などに開示されるように、多点焦点位置検出系(42a、42b)の各センサの検出オフセットの調整及びセンサ間オフセットの調整を行うためのg.フォーカスキャリブレーションシーケンスも実行される。
The baseline measurement of the off-axis alignment system ALG is f. The baseline check sequence may be performed at any time other than the lot head. Further, in the
このように、本実施形態では、リセットシーケンス以外に、上記a.〜g.などの各種動作シーケンスが行われるが、これらの動作シーケンスに際しては、鏡筒定盤38やステージベース71は、所定の高さ位置に位置決めする必要がある反面、偏荷重が作用したり振動が発生又は伝達されたりした場合には、これらの影響を低減又は除去する必要がある。そのため、鏡筒定盤38を支持する各エアマウント60や、ステージベース71を支持する各エアマウント80は、それぞれの支持対象物に作用する振動や偏荷重の影響を低減できる程度の僅かの可動範囲を許容するようにストロークリミットを設定することが望ましい。−方、ウエハテーブルWTBは、例えば走査露光中には、投影光学系PLの結像面にウエハWの表面を実質的に合致させるオートフォーカス(自動焦点合わせ)及びオートレベリングの際に比較的大きく駆動する必要がある。また、前述のフォーカスキャリブレーションシーケンスにおいても、比較的大きなストローク範囲でZ軸方向にスキャン移動又はステップ移動させたりする必要がある。
Thus, in the present embodiment, in addition to the reset sequence, the a. ~ G. In these operation sequences, the lens
そこで、ステージ制御装置20は、上記a.〜g.などの動作シーケンス時には、前述の各部の可動範囲ST1’、ST2’、ST3’が次のようになるように、第1の防振コントローラ72、第2の防振コントローラ90及びZ・チルトコントローラ33をそれぞれ介して、各部のストロークリミットを設定する。
Therefore, the
各エアマウント60の可動範囲ST1’ :−0.1mm〜+0.1mm
各エアマウント80の可動範囲ST2’ :−0.1mm〜+0.1mm
ウエハテーブルWTBの可動範囲ST3’:−0.5mm〜+0.5mm
この場合のストロークリミットの設定(全体的な設定)は、明らかに、リセットシーケンス時と異なっていることがわかる。
Movable range ST1 ′ of each air mount 60: −0.1 mm to +0.1 mm
Movable range ST2 ′ of each air mount 80: −0.1 mm to +0.1 mm
Wafer table WTB movable range ST3 ′: −0.5 mm to +0.5 mm
It can be seen that the stroke limit setting (overall setting) in this case is clearly different from that during the reset sequence.
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、ウエハテーブルWTBにより、ウエハWが載置され、ステージベース71の上面に沿って移動可能で、かつ重力方向(Z軸方向)にも所定ストローク範囲ST3で移動可能な移動体が構成されている。また、このウエハテーブルWTBをZ軸方向、θx方向及びθy方向に駆動するZ・チルト駆動部29、該Z・チルト駆動部29を制御するZ・チルトコントローラ33、前記Zチルト駆動部29が搭載されたXYステージ28、及び該XYステージ28をXY面内で駆動するXY駆動部31によって、移動体としてのウエハテーブルWTBを駆動する駆動系が構成されている。すなわち、ウエハステージ駆動部27(図3参照)及びXYステージ28によってウエハテーブルWTBの駆動系が構成されている。
As is apparent from the above description, in the present embodiment, the wafer W is placed on the wafer table WTB, can move along the upper surface of the
また、本実施形態では、鏡筒定盤38は、3つの第1の防振機構(第1可変機構)56によって所定ストローク範囲で重力方向に沿って移動可能なように、床面Fに対して防振しつつ支持されている。また、ステージベース71は、支持金物89A、89B、89Cをそれぞれ介して3つの第2の防振機構(第2可変機構)66によって所定ストローク範囲で重力方向に沿って移動可能なように、床面に対して防振しつつ支持されている。そして、上記3つの第1の防振機構56及び3つの第2の防振機構66、並びにこれらを制御する第1の防振コントローラ72及び第2の防振コントローラ90によって防振部(及び可変部)が構成されている。
Further, in the present embodiment, the lens
以上説明したように、本実施形態の露光装置100によると、光学系ユニットとしての投影ユニットPUを保持する鏡筒定盤38の重力方向(Z軸方向)の可動範囲ST1’を制限するストロークリミット及び投影ユニットPUの下方に配置されたステージベース71のZ軸方向の可動範囲ST2’を制限するストロークリミット、並びにウエハテーブルWTBのZ軸方向の可動範囲ST3’を制限するストロークリミットが、ステージ制御装置20によって、シーケンス(露光装置の動作シーケンス)に応じて設定される。すなわち、ステージ制御装置20では、シーケンス毎に、鏡筒定盤38とステージベース71との必要な可動範囲と、ウエハテーブルWTBの必要な重力方向の可動範囲とを予め計算で求め、それぞれのシーケンスにて鏡筒定盤38、ステージベース71及びウエハテーブルWTBのストロークリミットを設定し直す。そして、各シーケンス中は、鏡筒定盤38(エアマウント60)、ステージベース71(エアマウント80)及びウエハテーブルWTBを設定されたストロークリミット内で制御する。この場合において、仮に鏡筒定盤38、ステージベース71及びウエハテーブルWTBのうちの何れかの位置決め目標値(目標位置)を算出した結果、その目標値が設定されたストロークリミットで規定される可動範囲から外れる場合には、警告を発してシーケンスを中止するようにすれば良い。
As described above, according to the
このように、必要に応じてストロークリミットの設定をし直すことで、それぞれの予め設定されたストローク範囲内で無制限にそれぞれを駆動してしまうと投影ユニットPUとウエハテーブルWTBとが接触し相互に干渉してしまうような場合であっても、実際の運用上は干渉しないように制御することが可能となる。 In this way, by resetting the stroke limit as necessary, the projection unit PU and the wafer table WTB come into contact with each other if each is driven indefinitely within each preset stroke range. Even in the case of interference, it is possible to control so as not to interfere in actual operation.
また、本実施形態の露光装置100では、例えば地震、停電、ステージ制御系のエラー等により各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBが制御不能に陥いる非常事態が発生するおそれがあり、このような場合には、上記の可動範囲を維持することが出来なくなる。しかるに、このような場合には、ステージ制御装置20による第1の防振コントローラ72を介した各第1の防振機構56を構成する第1のバルブ76の制御、及びステージ制御装置20による第2の防振コントローラ90を介した各第2の防振機構66を構成する第2のバルブ94の制御も出来なくなる。この結果、ノーマルオープン型の電磁バルブである、第1のバルブ76、第2のバルブ94が開放され、各エアマウント80の気体室84内の空気及び各エアマウント60の気体室64内の空気がそれぞれ排気されるが、第2のオリフィス95の開口面積に比べて第1のオリフィス78の開口面積が小さく設定されているので、各気体室84の空気の単位時間当たりの排気量に比べて各気体室64内の空気の単位時間当たりの排気量の方が小さくなるようになっている。従って、鏡筒定盤38の下降速度はステージベース71の下降速度に比べて遅くなり、投影ユニットPUの先玉91の下端がウエハテーブルWTBに接触するのを、確実に防止できるようになっている。なお、各エアマウント80がストローク範囲の最下位置となり、各エアマウント60がストローク範囲の最下位置となった状態では、ウエハテーブルWTBがそのストローク範囲の最上位置にあったとしても、投影ユニットPUの先玉91の下端とウエハテーブルWTBとの干渉は生じない(図5参照)。
Further, in the
また、本実施形態の露光装置100によると、液浸装置132により投影光学系PLとウエハテーブルWTB上のウエハWとの間に、水(液体)が供給された状態で露光(液浸露光)が行われる。従って、高解像度かつ空気中と比べて大焦点深度の露光を行うことで、レチクルRのパターンを精度良くウエハ上に転写することができ、例えばデバイスルールとして70〜100nm程度の微細パターンの転写を実現することができる。
Further, according to the
なお、上記実施形態では、リセットシーケンス以外の前述のa.〜g.の動作シーケンス時には、全てのシーケンスにおいて、全てのストロークリミットの設定を同一にしたが、これに限らず、動作シーケンス毎に、各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBの少なくとも1つのストロークリミットの設定を異ならせても良い。
In the above embodiment, the a. ~ G. In the operation sequence, all stroke limits are set to be the same in all sequences. However, the present invention is not limited to this, and at least one stroke of each
また、ステージ制御装置20は、例えば、装置の稼動時には前述したストロークリミットの設定を行い、装置の非稼動時には、各エアマウント60、各エアマウント80を厳密に位置決めする必要はないので可動範囲ST1’、ST2’を広げ、ウエハテーブルWTBは動作しないのであるからその分ウエハテーブルWTBの可動範囲ST3’を狭めて、それぞれが以下のような可動範囲となるように、それぞれのストロークリミットを設定するようにしても良い。
Further, the
各エアマウント60の可動範囲ST1’ :−0.3mm〜+0.3mm
各エアマウント80の可動範囲ST2’ :−0.3mm〜+0.3mm
ウエハテーブルWTBの可動範囲ST3’ :−0.3mm〜+0.3mm
この場合、ステージ制御装置20は、装置の非稼動時に、各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBそれぞれのストロークリミットの全てを、装置の稼動時と異なる値に設定しているが、これに限らず、各エアマウント60、各エアマウント80及びウエハテーブルWTBそれぞれのストロークリミットのうちの1つ、又は2つを装置の稼動時とは異なる値に設定することとしても良い。
Movable range ST1 ′ of each air mount 60: −0.3 mm to +0.3 mm
Movable range ST2 ′ of each air mount 80: −0.3 mm to +0.3 mm
Wafer table WTB movable range ST3 ': -0.3 mm to +0.3 mm
In this case, the
更に、主制御装置50によって実行されるプログラムによらず、オペレータがステージ停止座標を指定して任意の位置にウエハステージWSTを動かす場合や、あるいはオペレーションデスクに設けられたジョイスティックなどを用いて任意の位置にウエハステージWSTを動かす、マニュアルオペレーション時などには、少なくともウエハステージWSTの移動中はウエハテーブルWTBを最下点付近(例えば−0.4mmの位置)に位置決めした上で、可動範囲ST1’〜ST3’が次のようになるように、それぞれのストロークリミットを設定するようにしても良い。
Further, regardless of the program executed by the
各エアマウント60の可動範囲ST1’ :−0.2mm〜+0.2mm
各エアマウント80の可動範囲ST2’ :−0.2mm〜+0.2mm
ウエハテーブルWTBの可動範囲ST3’ :−0.5mm〜−0.3mm
このようにすると、ウエハテーブルWTBが大きく傾いていた場合であっても、ウエハステージWSTの移動中に、投影ユニットPU(先玉91)がウエハテーブルWTBに干渉する事態が発生するのをより確実に回避することができる。
Movable range ST1 ′ of each air mount 60: −0.2 mm to +0.2 mm
Movable range ST2 ′ of each air mount 80: −0.2 mm to +0.2 mm
Wafer table WTB movable range ST3 ′: −0.5 mm to −0.3 mm
In this way, even when wafer table WTB is greatly inclined, it is more certain that a situation in which projection unit PU (front lens 91) interferes with wafer table WTB will occur during movement of wafer stage WST. Can be avoided.
なお、非常時の対策として、上記実施形態の露光装置において、例えば、図7に示されるように、各第1のバルブ76に接続されていたオリフィス78を排除し(あるいは該オリフィス78を介して)、各第1のバルブ76のハウジング61とは反対側の端部を加圧気体の供給源、例えば、圧搾空気タンク96に接続しておいても良い。この場合も、平常時には前述と同様に、第1、第2のバルブ76、94は、第1の防振コントローラ72、第2の防振コントローラ90によってそれぞれ閉じておく。このようにすると、非常時に、ノーマルオープン型の電磁バルブである、第1のバルブ76、第2のバルブ94が開放されると、各エアマウント80の気体室84内の空気は大気中に排気されるが、各エアマウント60の気体室64内には、圧搾空気タンク96からの加圧空気が流入する。この結果、ステージベース71は下降するのに対し、鏡筒定盤38は上昇するので、より確実に投影ユニットPUとウエハテーブルWTBとの干渉が生じるのを回避することができる。
As an emergency measure, in the exposure apparatus of the above embodiment, for example, as shown in FIG. ), An end of each
なお、上記実施形態では、鏡筒定盤38とステージベース71との両方を、所定ストローク範囲で重力方向に沿って移動可能なように、床面Fに対して防振しつつ支持する防振部を、露光装置100が備え、ステージ制御装置20が、ウエハテーブルWTBのストローク範囲ST3内における可動範囲ST3’を制限するストロークリミットと、鏡筒定盤38のストローク範囲ST1内における可動範囲ST1’を制限するストロークリミットと、ステージベース71のストローク範囲ST2内における可動範囲ST2’を制限するストロークリミットとを、シーケンスに応じて設定する場合について説明した。しかしながら、本発明がこれに限定されないことは勿論である。すなわち、本発明の露光装置は、光学系ユニット(上記実施形態では、投影ユニットPUがこれに相当)を保持する保持部材(上記実施形態では、鏡筒定盤38がこれに相当)とベース(上記実施形態ではステージベース71がこれに相当)との少なくとも一方を、所定ストローク範囲で重力方向に沿って移動可能なように、床面に対して防振しつつ支持する防振部を備えていれば良く、移動体(上記実施形態ではウエハテーブルWTBがこれに相当)を駆動する駆動系及び前記防振部を制御する制御装置(上記実施形態ではステージ制御装置20がこれに相当)が、前記移動体のストロークリミットと、前記保持部材と前記ベースとの少なくとも一方のストロークリミットとを、シーケンスに応じて設定するものであれば良い。かかる場合にも、制御装置では、シーケンス毎に、保持部材とベースとの少なくとも一方の必要な可動範囲と、移動体の必要な重力方向の可動範囲とを予め計算で求め、それぞれのシーケンスにて保持部材とベースとの少なくとも一方及び移動体のストロークリミットを設定し直すことで、光学系ユニットと移動体とが接触し相互に干渉しないように制御することが可能となる。
In the above-described embodiment, the anti-vibration is supported while the anti-vibration is supported with respect to the floor F so that both the lens
また、上記実施形態では、各第1のエアマウント60がストローク範囲ST1の最下位置にあり、各第2のエアマウント80及びウエハテーブルWTBがそれぞれのストローク範囲ST2、ST3の最上位置にあるとき、投影ユニットPUの最下部とウエハテーブルWTBとが干渉するように、各第1のエアマウント、各第2のエアマウント及びウエハテーブルWTBそれぞれのストローク範囲が設定されている場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、本発明の露光装置では、第1のエアマウント、第2のエアマウント及び移動体のそれぞれが、それぞれの所定ストローク範囲内で移動したときに、少なくとも第1のエアマウントの所定ストローク範囲の一部の範囲で、光学系ユニットの最下部と移動体とが干渉するように、第1のエアマウント、第2のエアマウント及び移動体それぞれのストローク範囲が設定されていても良い。
In the above-described embodiment, each
また、上記実施形態では、XYステージ上にZ・チルト駆動部29を介して載置されたウエハテーブルWTBが移動体を構成する場合について説明したが、これに限らず、ウエハステージWSTそのものを、X軸、Y軸方向の2次元移動に加え、少なくともZ軸方向に関する微小駆動が可能な単一のステージで構成する場合には、そのステージそのものが移動体を構成しても良いことは勿論である。
In the above-described embodiment, the case where the wafer table WTB placed on the XY stage via the Z /
上記実施形態では、投影ユニットPUが光学系ユニットを構成し、先玉91の下面が、保持部材としての鏡筒定盤38に保持された投影ユニットPUの最下端部の部材である場合について説明したが、前述した多点AF系を構成するプリズムなどが、投影ユニットPUの鏡筒に設けられるような場合もあり、そのような場合には、そのようなプリズムなども含んで光学系ユニットが構成され、前記プリズムが鏡筒定盤38に保持された部材の最下部となり得る。あるいは、鏡筒定盤38に保持された液体供給ノズル51A又は液体回収ノズル51Bが、ウエハテーブルWTBと対向して鏡筒定盤38に保持された部材の最下部となる場合もある。すなわち、鏡筒定盤38に保持された部材の最下端部の部材は、投影ユニットPUの先玉91に限られず、鏡筒定盤38が保持し、ウエハテーブルWTBと対向する部材の最下部であれば何であっても構わない。
In the above embodiment, the case where the projection unit PU constitutes an optical system unit and the lower surface of the
また、上記実施形態では、各第1のエアマウント60と、各第2のエアマウント80と、ウエハテーブルWTBとのそれぞれのストロークリミットをシーケンスに応じて設定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、シーケンス中であってもウエハテーブルWTBと投影ユニットPUの最下部とが干渉しないように、それぞれの位置関係に応じてウエハテーブルWTB、各第1のエアマウント60、各第2のエアマウント80のいずれかを制御するようにしても良い。すなわち、本発明の露光装置では、移動体(例えば、前述のウエハテーブルWTBがこれに相当)の上方に配置され移動体に対向して設けられる部材(例えば、前述の投影ユニットPU、液体供給ノズル51A、液体回収ノズル51Bなど)と、移動体を移動可能に支持するベース(例えば、前述のステージベース71がこれに相当)との距離が、可変部(例えば、前述の防振部がこれに相当)によって所定ストローク範囲内で変更可能となっており、前記部材と前記ベースとが可変部の所定ストローク範囲内で最も接近し、かつ移動体が所定ストローク範囲の最高位置(最上位置)にあるときに、前記部材の最下部と移動体とが干渉する場合において、制御装置(例えば、前述のステージ制御装置20がこれに相当)が、その部材と移動体との干渉が起こらないように駆動系と可変部との少なくとも一方を制御するようにしても良い。これによっても移動体と前記部材との干渉(衝突)を防止することができる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where each stroke limit of each
なお、上記実施形態では、液体として超純水(水)を用いるものとしたが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。液体としては、化学的に安定で、照明光ILの透過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。このフッ素系不活性液体としては、例えばフロリナート(米国スリーエム社の商品名)が使用できる。このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。また、液体として、照明光ILに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、また、投影光学系やウエハ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの(例えばセダー油等)を使用することもできる。また、光源としてF2レーザを用いる場合には、液体として、フッ素系の液体(例えば、フォンブリンオイル)を使用することができる。 In the embodiment described above, ultrapure water (water) is used as the liquid, but the present invention is not limited to this. As the liquid, a safe liquid that is chemically stable and has a high transmittance of the illumination light IL, such as a fluorine-based inert liquid, may be used. As this fluorinated inert liquid, for example, Fluorinert (trade name of 3M, USA) can be used. This fluorine-based inert liquid is also excellent in terms of cooling effect. In addition, a liquid that is transmissive to the illumination light IL and has a refractive index as high as possible, and that is stable with respect to the projection optical system and the photoresist applied to the wafer surface (for example, cedar oil) is used. You can also. When an F 2 laser is used as the light source, a fluorine-based liquid (for example, fomblin oil) can be used as the liquid.
また、上記実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良く、この場合は回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設けておくことが望ましい。 In the above embodiment, the recovered liquid may be reused. In this case, it is desirable to provide a filter for removing impurities from the recovered liquid in the liquid recovery device or the recovery pipe. .
なお、上記実施形態では、投影光学系PLの最も像面側の光学素子が先玉91であるものとしたが、その光学素子は、レンズに限られるものではなく、投影光学系PLの光学特性、例えば収差(球面収差、コマ収差等)の調整に用いる光学プレート(平行平面板等)であっても良いし、単なるカバーガラスであっても良い。投影光学系PLの最も像面側の光学素子(上記実施形態では先玉91)は、照明光ILの照射によってレジストから発生する飛散粒子又は液体中の不純物の付着等に起因して液体(上記実施形態では水)に接触してその表面が汚れることがある。このため、その光学素子は、鏡筒40の最下部に着脱(交換)自在に固定することとし、定期的に交換することとしても良い。
In the above embodiment, the optical element closest to the image plane of the projection optical system PL is the
このような場合、液体に接触する光学素子がレンズであると、その交換部品のコストが高く、かつ交換に要する時間が長くなってしまい、メンテナンスコスト(ランニングコスト)の上昇やスループットの低下を招く。そこで、液体と接触する光学素子を、例えばレンズ91よりも安価な平行平面板とするようにしても良い。
In such a case, if the optical element in contact with the liquid is a lens, the cost of the replacement part is high and the time required for the replacement becomes long, leading to an increase in maintenance cost (running cost) and a decrease in throughput. . Therefore, the optical element that comes into contact with the liquid may be a plane parallel plate that is cheaper than the
また、上記実施形態において、液体(水)を流す範囲はレチクルのパターン像の投影領域(照明光ILの照射領域)の全域を覆うように設定されていれば良く、その大きさは任意で良いが、流速、流量等を制御する上で、照射領域よりも少し大きくしてその範囲をできる限り小さくしておくことが望ましい。 In the above embodiment, the range in which the liquid (water) flows may be set so as to cover the entire projection area of the reticle pattern image (the irradiation area of the illumination light IL), and the size thereof may be arbitrary. However, in controlling the flow rate, flow rate, etc., it is desirable to make the range as small as possible by making it slightly larger than the irradiation region.
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置、さらに、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置などにも、本発明は適用できる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described, but it is needless to say that the scope of the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus, a step-and-stitch exposure apparatus, or a proximity exposure apparatus.
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
また、上記各実施形態の露光装置の光源は、ArFエキシマレーザ光源に限らず、KrFエキシマレーザ光源、F2レーザ光源などのパルスレーザ光源や、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。 The light source of the exposure apparatus of each of the above embodiments is not limited to an ArF excimer laser light source, but a pulse laser light source such as a KrF excimer laser light source or an F 2 laser light source, g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm). It is also possible to use an ultra-high pressure mercury lamp that emits such bright lines.
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光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)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良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。 In addition, a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and a nonlinear optical crystal is obtained. It is also possible to use harmonics that have been converted into ultraviolet light. The magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system.
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ILとしては波長100nm以上の光に限らず、波長100nm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、70nm以下のパターンを露光するために、SORやプラズマレーザを光源として、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を発生させるとともに、その露光波長(例えば13.5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたEUV露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられる。 In the above embodiment, it is needless to say that the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used. For example, in recent years, in order to expose a pattern of 70 nm or less, EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) is generated using an SOR or a plasma laser as a light source, and its exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway. In this apparatus, a configuration in which scanning exposure is performed by synchronously scanning a mask and a wafer using arc illumination is conceivable.
また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであっても良い。例えば、電子線を用いる露光装置では、電磁レンズを備えた光学系が用いられるが、この光学系が露光用光学系を構成し、この露光用光学系の鏡筒などを含んで光学系ユニットが構成される。 The present invention can also be applied to an exposure apparatus that uses a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam. The electron beam exposure apparatus may be any of a pencil beam method, a variable shaped beam method, a cell projection method, a blanking aperture array method, and a mask projection method. For example, in an exposure apparatus using an electron beam, an optical system including an electromagnetic lens is used. This optical system constitutes an exposure optical system, and an optical system unit including a lens barrel of the exposure optical system is provided. Composed.
なお、半導体デバイスは、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たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、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。 The pattern transfer characteristics of a semiconductor device are adjusted by a step of designing the function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the adjustment method described above. The exposure apparatus according to the embodiment is manufactured through a lithography step for transferring a pattern formed on a mask onto a photosensitive object, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like.
本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子などのマイクロデバイスの製造に適している。 The exposure apparatus of the present invention is suitable for manufacturing micro devices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements.
20…ステージ制御装置(制御装置)、28…XYステージ(駆動系の一部)、29…Z・チルト駆動部(駆動系の一部)、31…XY駆動部(駆動系の一部)、33…Z・チルトコントローラ(駆動系の一部)、38…鏡筒定盤(保持部材)、56…第1の防振機構(防振部の一部)、60…第1のエアマウント、66…第2の防振機構(防振部の一部)、71…ベース、72…第1の防振コントローラ(防振部の一部、第1の調整部)、76…第1のバルブ、78…第1のオリフィス、80…第2のエアマウント、90…第2の防振コントローラ(防振部の一部、第2の調整部)、94…第2のバルブ、95…第2のオリフィス、96…圧搾空気タンク(加圧気体の供給源)、100…露光装置、132…液浸装置、IL…照明光(エネルギビーム)、W…ウエハ(感光物体)、PU…投影ユニット(光学系ユニット)、PL…投影光学系(露光光学系)、F…床面、WTB…ウエハテーブル(移動体)。
20... Stage control device (control device) 28... XY stage (part of the drive system) 29... Z / tilt drive part (part of the drive system) 31 ... XY drive part (part of the drive system) 33... Z / tilt controller (part of drive system), 38... Lens barrel surface plate (holding member), 56... First vibration isolation mechanism (part of vibration isolation unit), 60. 66 ... second vibration isolation mechanism (part of the vibration isolation part), 71 ... base, 72 ... first vibration isolation controller (part of the vibration isolation part, first adjustment part), 76 ...
Claims (18)
前記エネルギビームを前記感光物体に照射する露光光学系を含む光学系ユニットと;
前記光学系ユニットを保持する保持部材と;
前記保持部材とは独立して、前記光学系ユニットの下方に配置され、床面にほぼ平行な上面を有するベースと;
前記感光物体が載置され、前記ベースの上面に沿って移動可能で、かつ重力方向にも所定ストローク範囲で移動可能な移動体と;
前記移動体を駆動する駆動系と;
前記保持部材と前記ベースとの少なくとも一方を、所定ストローク範囲で重力方向に沿って移動可能なように、前記床面に対して防振しつつ支持する防振部と;
前記駆動系及び前記防振部を制御するとともに、前記移動体の前記所定ストローク範囲内における可動範囲を制限するストロークリミットと、前記保持部材と前記ベースとの前記少なくとも一方の前記所定ストローク範囲内における可動範囲を制限するストロークリミットとを、シーケンスに応じて設定する制御装置と;を備える露光装置。 An exposure apparatus that exposes a photosensitive object with an energy beam to form a predetermined pattern on the photosensitive object,
An optical system unit including an exposure optical system for irradiating the photosensitive object with the energy beam;
A holding member for holding the optical system unit;
Independent of the holding member, a base disposed below the optical system unit and having an upper surface substantially parallel to the floor surface;
A movable body on which the photosensitive object is mounted, movable along the upper surface of the base, and movable in a predetermined stroke range in the direction of gravity;
A drive system for driving the movable body;
An anti-vibration part that supports at least one of the holding member and the base while being anti-vibrated with respect to the floor surface so as to be movable in the direction of gravity within a predetermined stroke range;
A stroke limit for controlling the drive system and the vibration isolator, and limiting a movable range of the movable body within the predetermined stroke range, and at least one of the predetermined range of the holding member and the base. An exposure apparatus comprising: a control device that sets a stroke limit that limits a movable range according to a sequence.
前記第1のバルブの他端にその一端が接続され、他端が大気に開放された第1のオリフィスと;
前記第2のエアマウントにその一端側が接続されたノーマルオープン型の第2のバルブと;
前記第2のバルブの他端にその一端が接続され、他端が大気に開放された前記第1のオリフィスより大きな開口面積を有する第2のオリフィスと;を更に備え、
平常時には前記第1、第2のバルブは、前記第1、第2の調整部によってそれぞれ閉じられていることを特徴とする請求項3〜9のいずれか一項に記載の露光装置。 A normally open first valve having one end connected to the first air mount;
A first orifice having one end connected to the other end of the first valve and the other end open to the atmosphere;
A normally open second valve having one end connected to the second air mount;
A second orifice having one end connected to the other end of the second valve, the other end being open to the atmosphere and having a larger opening area than the first orifice;
The exposure apparatus according to any one of claims 3 to 9, wherein the first and second valves are closed by the first and second adjustment units in normal operation.
前記第2のエアマウントにその一端側が接続され、他端が大気に開放されたノーマルオープン型の第2のバルブと;を更に備え、
平常時には前記第1、第2のバルブは、前記第1、第2の調整部によってそれぞれ閉じられていることを特徴とする請求項3〜9のいずれか一項に記載の露光装置。 A normally open type first valve having one end connected to the first air mount and the other end connected to a source of pressurized gas;
A normally open second valve having one end connected to the second air mount and the other end open to the atmosphere;
The exposure apparatus according to any one of claims 3 to 9, wherein the first and second valves are closed by the first and second adjustment units in normal operation.
前記感光物体を保持して、水平面内で移動可能でかつ重力方向に所定ストローク範囲で移動可能な移動体と;
略水平な上面を有し、前記移動体を前記上面上で移動可能に支持するベースと;
前記移動体を駆動する駆動系と;
前記移動体の上方に配置され、前記移動体に対向して設けられる部材と;
前記部材と前記ベースとの重力方向に沿った方向の距離を、所定ストローク範囲内で変更する可変部と;
前記駆動系と前記可変部とを制御する制御装置と;を備え、
前記部材と前記ベースとが前記可変部の所定ストローク範囲内で最も接近し、かつ前記移動体が所定ストローク範囲の最高位置にあるときに、前記部材の最下部と前記移動体とが干渉する場合において、
前記制御装置は、前記部材と前記移動体との干渉が起こらないように前記駆動系と前記可変部との少なくとも一方を制御することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a photosensitive object with an energy beam from an exposure optical system and forms a predetermined pattern on the photosensitive object,
A movable body that holds the photosensitive object and is movable in a horizontal plane and movable in a predetermined stroke range in the direction of gravity;
A base having a substantially horizontal upper surface and movably supporting the movable body on the upper surface;
A drive system for driving the movable body;
A member disposed above the movable body and provided to face the movable body;
A variable portion that changes a distance in a direction along the direction of gravity between the member and the base within a predetermined stroke range;
A control device for controlling the drive system and the variable unit;
When the member and the base are closest to each other within a predetermined stroke range of the variable portion and the moving body is at the highest position within the predetermined stroke range, the lowermost portion of the member and the moving body interfere with each other. In
The exposure apparatus is characterized in that the control device controls at least one of the drive system and the variable portion so that interference between the member and the moving body does not occur.
前記部材は、前記液浸装置の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項14〜17のいずれか一項に記載の露光装置。
An immersion device for supplying a liquid that transmits the energy beam between the exposure optical system and the photosensitive object;
The exposure apparatus according to claim 14, wherein the member includes at least a part of the liquid immersion apparatus.
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