JP2006005114A - Conveyance method and device, and exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搬送方法及び搬送装置、並びに露光装置に係り、更に詳しくは、ステージとの間で搬送対象物の受け渡しを行う搬送方法及び搬送装置、並びに前記搬送装置を備える露光装置に関する。 The present invention relates to a transport method, a transport apparatus, and an exposure apparatus. More specifically, the present invention relates to a transport method and a transport apparatus that deliver a transport target to and from a stage, and an exposure apparatus that includes the transport apparatus.
従来より、半導体素子、液晶表示素子等の製造におけるリソグラフィ工程では、種々の露光装置が用いられている。近年においては、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・スキャン方式の走査型露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)などの光露光装置が比較的多く用いられている。 Conventionally, various exposure apparatuses have been used in lithography processes in the manufacture of semiconductor elements, liquid crystal display elements, and the like. In recent years, a light exposure apparatus such as a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) and a step-and-scan type scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) has been used relatively frequently. .
例えば、ステッパでは、マスク又はレチクル(以下、適宜「レチクル」と総称する)は、XY面内での微小駆動(θz回転(Z軸回りの回転)を含む)が可能なレチクルステージ上に真空吸着等によって保持されている。また、スキャニング・ステッパでは、レチクルステージが走査方向(例えばY軸方向)に所定のストロークで移動するレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージ上でXY面内での微小駆動(θz回転(Z軸回りの回転)を含む)が可能なレチクル微動ステージとから構成され、該レチクル微動ステージ上にレチクルが真空吸着等によって保持されている。 For example, in a stepper, a mask or reticle (hereinafter collectively referred to as “reticle” as appropriate) is vacuum-sucked on a reticle stage that can be finely driven (including θz rotation (rotation about the Z axis)) in the XY plane. Is held by etc. Further, in the scanning stepper, the reticle coarse movement stage in which the reticle stage moves with a predetermined stroke in the scanning direction (for example, the Y-axis direction), and a minute drive (θz rotation (Z) in the XY plane on the reticle coarse movement stage. A reticle fine movement stage capable of including rotation around the axis), and the reticle is held on the reticle fine movement stage by vacuum suction or the like.
いずれにしても従来の光露光装置では、レチクル搭載面が、θz回転が可能なステージの上面となっていた。このため、レチクルの搬送シーケンスとしては、角形のレチクルを保持した搬送ロボットアームが、前記θz回転が可能なステージの上方まで水平に移動し、その後搬送ロボットアームが下方に移動してレチクルをステージ上にロードし、その後僅かに下方に移動した後、元の位置に戻っていくというシーケンスが採用されていた。 In any case, in the conventional optical exposure apparatus, the reticle mounting surface is the upper surface of the stage capable of θz rotation. For this reason, in the reticle transfer sequence, the transfer robot arm holding the square reticle moves horizontally above the stage capable of θz rotation, and then the transfer robot arm moves downward to move the reticle onto the stage. A sequence was adopted in which the load was moved to a lower position, moved slightly downward, and then returned to the original position.
また、従来の光露光装置では、レチクルのθz回転のための駆動機構、例えばレチクルを保持するステージの直交する2側面にそれぞれ連結された各2本、合計4本の押し引き棒、あるいは該押し引き棒と同様の機能を有する2組みのボイスコイルモータ等が用いられていた。 Also, in the conventional optical exposure apparatus, a drive mechanism for rotating the θz of the reticle, for example, each of two push-pull bars connected to two orthogonal sides of the stage holding the reticle, or a total of four push-pull bars, or Two sets of voice coil motors and the like having the same function as the pull rod have been used.
ところで、半導体素子は年々高集積化し、これに伴い回路パターンが微細化しており、将来的にはデバイスルール(実用最小線幅)が0.1μm以下になることは確実視されている。このような微細パターンの形成のための露光を実現するためには、光露光装置では解決しなければならない問題が山積していることから、次世代の露光装置として、電子線露光装置(以下、「EB露光装置」という)が1つの有力な選択肢となることはほぼ間違いがない。 By the way, the semiconductor elements are highly integrated year by year, and the circuit pattern is miniaturized accordingly, and it is certain that the device rule (practical minimum line width) will be 0.1 μm or less in the future. In order to realize the exposure for forming such a fine pattern, there are a lot of problems that must be solved in the light exposure apparatus. Therefore, as a next-generation exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus (hereinafter, referred to as an exposure apparatus). There is almost no mistake that "EB exposure apparatus") will be an effective option.
しかし、EB露光装置の場合には、露光装置が収納されるチャンバ内を真空にする必要があることから、上述したようなレチクルの真空吸着方式を採用することができず、静電吸着等の吸着方式を採用する必要がある。また、0.1μm以下の微細パターンの形成のための露光に際しては、ウエハ側(投影レンズの像面側)のみならず、レチクル側(投影レンズの物体面側)のオートフォーカス・オートレベリングも必須となり、このためレチクル側にもフォーカス・レベリングセンサを配置することが必要となる。通常、フォーカス・レベリングセンサとして斜入射方式の多点焦点位置検出系などが用いられるが、かかる多点焦点位置検出系を投影レンズの物体面側に配置する場合には、ウエハ側と同様にスペース的な問題で検出面に対して5〜12°程度の傾斜角で検出光束を入射させる必要があることから、レチクルをレチクルステージ上面でなく、下面近くに位置させることが必要となる。これを実現させるための手段として、レチクルステージに座ぐり穴を設け、この内部に静電チャックを設ける構成が考えられる。 However, in the case of the EB exposure apparatus, the inside of the chamber in which the exposure apparatus is stored needs to be evacuated, so that the reticle vacuum suction method as described above cannot be adopted, Adsorption method must be adopted. For exposure to form fine patterns of 0.1 μm or less, not only wafer side (projection lens image surface side) but also reticle side (projection lens object surface side) autofocus and auto leveling are essential. Therefore, it is necessary to dispose a focus / leveling sensor on the reticle side. Normally, an oblique incidence type multi-point focus position detection system is used as the focus / leveling sensor. However, when such a multi-point focus position detection system is arranged on the object plane side of the projection lens, a space similar to that on the wafer side is used. For this reason, it is necessary to cause the detection light beam to be incident at an inclination angle of about 5 to 12 ° with respect to the detection surface. Therefore, the reticle needs to be positioned near the lower surface instead of the upper surface of the reticle stage. As a means for realizing this, a configuration in which a counterbore is provided in the reticle stage and an electrostatic chuck is provided therein can be considered.
しかしながら、上記のような座ぐり穴構造を採用すると、マスクとしてのレチクル搭載面が、ステージ上面より低い位置になることから、前述したレチクルの搬送シーケンスをそのまま採用することが困難となる。 However, if the counterbore structure as described above is employed, the reticle mounting surface as a mask is positioned lower than the upper surface of the stage, making it difficult to employ the reticle transport sequence described above as it is.
また、従来の光露光装置では、上述するようなレチクルのθz回転のための駆動機構が必要不可欠であったことから、レチクルステージの駆動機構の構成が複雑であった。 Further, in the conventional optical exposure apparatus, since the drive mechanism for rotating the reticle θz as described above is indispensable, the structure of the reticle stage drive mechanism is complicated.
本願の出願人及び発明者は、マスク搭載面が、ステージ上面より低い位置になった場合であっても、特に不都合なくマスクをマスクステージにロードすることができ、しかもマスクステージ上のθz回転機構を不要とする搬送装置に関する発明を先に提案した(例えば、特許文献1参照。)。 The applicant and the inventor of the present application can load the mask onto the mask stage without any particular inconvenience even when the mask mounting surface is lower than the upper surface of the stage, and the θz rotation mechanism on the mask stage. An invention relating to a transport apparatus that eliminates the need for the above has been proposed (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載の発明では、複数の支持部材(鉤の手状の爪部を有するアーム)をマスクの周方向に所定角度範囲で回転させることにより、マスクに対する支持状態と非支持状態とを切り替える構成が採用されていた。このため、搬送対象物であるマスク側に、爪部を挿入及び離脱可能な切り欠きなどを形成する必要があり、マスク自体あるいは特にEB露光装置で用いられるメンブレンマスクのような薄型のマスクの場合にはマスクをマウントして支持するリング状のサポート部材(サポートリング)、に切り欠きを形成する必要があった。 In the invention described in Patent Document 1, by rotating a plurality of support members (arms having a hand-like claw portion of a heel) within a predetermined angle range in the circumferential direction of the mask, a support state and a non-support state with respect to the mask are achieved. A configuration for switching was adopted. For this reason, it is necessary to form a notch or the like in which the nail portion can be inserted and removed on the mask side which is the object to be transported. In the case of a thin mask such as the mask itself or particularly a membrane mask used in an EB exposure apparatus However, it is necessary to form a notch in a ring-shaped support member (support ring) for mounting and supporting a mask.
本発明は、かかる事情の下でなされたもので、その第1の目的は、搬送対象物側に切り欠きなどが無い場合であっても、ステージの上面より低い位置にある載置面に、支障無く搬送対象物をその載置面に載置することができるとともに、前記載置面から搬送対象物を搬出することができる搬送方法を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, the first object of the present invention is to place the mounting surface at a position lower than the upper surface of the stage, even when there is no cutout or the like on the transport object side. An object of the present invention is to provide a conveyance method capable of placing a conveyance object on its placement surface without any trouble and capable of carrying out the conveyance object from the placement surface.
また、本発明の第2の目的は、搬送対象物側に切り欠きなどが無い場合であっても、ステージの上面より低い位置にある載置面に、支障無く搬送対象物をその載置面に載置することができるとともに、前記載置面から搬送対象物を搬出することができる搬送装置を提供することにある。 Further, the second object of the present invention is to place the transport object on the placement surface at a position lower than the upper surface of the stage without any trouble even when there is no cutout or the like on the transport object side. Another object of the present invention is to provide a transport device that can be mounted on the transport surface and can transport a transport target object from the mounting surface.
また、本発明の第3の目的は、露光精度を向上させることができる露光装置を提供することにある。 A third object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can improve exposure accuracy.
請求項1に記載の発明は、ステージ(RST)との間で搬送対象物(R)の受け渡しを行う搬送方法であって、その一端部近傍に前記搬送対象物を支持する支持部を有し、該支持部よりも他端部側を回転中心として回動自在とされた複数の支持部材(48c1〜48c3)の、前記回動動作を含む第1の動作により、前記搬送対象物の一方の面を前記複数の支持部材の支持部にて支持する第1工程と;前記複数の支持部材に支持された前記搬送対象物を前記ステージ上に搬入する第2工程と;前記搬送対象物を前記ステージ上に搬入した後、前記回動動作を含む第2の動作により前記搬送対象物の他方の面側へ前記複数の支持部材を退避する第3工程と;を含む搬送方法である。
The invention according to claim 1 is a transfer method for delivering the transfer object (R) to and from the stage (RST), and has a support part for supporting the transfer object in the vicinity of one end thereof. The plurality of support members (
これによれば、第1工程では、その一端部近傍に搬送対象物を支持する支持部を有し、該支持部よりも他端部側を回転中心として回動自在とされた複数の支持部材が、回動動作を含む第1の動作を行うことにより、搬送対象物の一方の面が複数の支持部材の支持部にて支持され、第2工程では、第1工程で複数の支持部材に支持された搬送対象物がステージ上に搬入される。そして、第3工程では、搬送対象物をステージ上に搬入した後、複数の支持部材が回動動作を含む第2の動作を行うことにより搬送対象物の他方の面側へ複数の支持部材が退避される。すなわち、本発明によれば、搬送対象物に切り欠きなどを形成しなくても、ステージ上へのロードを、ステージの載置面にほぼ垂直な方向から行うことが可能である。従って、例えば搬送対象物の載置面がステージの上面から掘り下げられた位置にあるような場合であっても、搬送対象物のステージ上へのロードを容易に行うことが可能である。また、これとは逆の動作を行うことにより、支障なく搬送対象物を載置面から搬出(アンロード)することも可能である。 According to this, in the 1st process, it has a support part which supports a conveyance subject near the one end part, and a plurality of support members which were made to be rotatable centering on the other end side rather than the support part. However, by performing the first operation including the rotation operation, one surface of the conveyance target is supported by the support portions of the plurality of support members, and in the second step, the plurality of support members are supported in the first step. The supported conveyance object is carried onto the stage. And in a 3rd process, after carrying a conveyance subject onto a stage, a plurality of support members perform the 2nd operation including a rotation operation, and a plurality of support members are on the other surface side of a conveyance subject. Evacuated. That is, according to the present invention, it is possible to load on the stage from a direction substantially perpendicular to the stage mounting surface without forming a notch or the like in the conveyance target. Therefore, for example, even when the carrying surface of the conveyance object is in a position dug down from the upper surface of the stage, it is possible to easily load the conveyance object onto the stage. Further, by performing the reverse operation, it is possible to carry out (unload) the object to be transported from the placement surface without any trouble.
この場合において、請求項2に記載の搬送方法の如く、前記第1工程における前記第1の動作及び前記第3工程における前記第2の動作の少なくとも一方は、前記複数の支持部材の前記回動動作と重力方向に平行な所定軸方向への移動動作とを含むこととすることができる。
In this case, as in the transfer method according to
上記請求項1及び2に記載の各搬送方法において、請求項3に記載の搬送方法の如く、前記第1工程の処理が完了した後、前記第2工程の処理が完了する前に行われる、前記搬送対象物の所定の基準状態からの誤差を計測する工程と;前記計測された誤差に基づいて、前記搬送対象物の位置を補正する工程と;を更に含むこととすることができる。
In each of the transport methods according to
この場合において、請求項4に記載の搬送方法の如く、前記搬送対象物の位置を補正する工程では、前記搬送対象物の回転方向の位置は、前記複数の支持部材により保持された状態で補正されることとすることができる。 In this case, as in the transport method according to claim 4, in the step of correcting the position of the transport object, the position of the transport object in the rotational direction is corrected while being held by the plurality of support members. Can be done.
上記請求項3及び4に記載の各搬送方法において、請求項5に記載の搬送方法の如く、前記搬送対象物の位置を補正する工程では、前記搬送対象物の前記所定軸方向に直交する面内の位置は、前記ステージの移動により補正されることとすることができる。 5. In each of the transport methods according to claim 3 and 4, in the step of correcting the position of the transport object as in the transport method according to claim 5, a surface orthogonal to the predetermined axis direction of the transport object. The position inside can be corrected by the movement of the stage.
請求項6に記載の発明は、ステージ(RST)との間で搬送対象物(R)の受け渡しを行う搬送装置であって、その一端部近傍に前記搬送対象物を支持する支持部を有し、該支持部よりも他端部側が回転中心とされた複数の支持部材(48c1〜48c3)と;前記回転中心を中心に前記複数の支持部材の支持部が互いに接近及び離間するように、前記支持部材の回動動作を行う回動機構(48a)と;前記複数の支持部材を重力方向に平行な所定軸方向に駆動する駆動機構(44)と;を備える搬送装置である。 Invention of Claim 6 is a conveying apparatus which delivers a conveyance target object (R) between stages (RST), Comprising: It has a support part which supports the said conveyance target object in the one end part vicinity. the other end side of the support portion is a plurality of support members and the center of rotation and (48c 1 ~48c 3); as the supporting portion of the plurality of supporting members around the center of rotation toward and away from each other And a rotation mechanism (48a) for rotating the support member; and a drive mechanism (44) for driving the plurality of support members in a predetermined axial direction parallel to the direction of gravity.
これによれば、複数の支持部材は、回動機構により、支持部よりも他端部側を回転中心として複数の支持部材それぞれが互いに接近及び離間するように回動されるとともに、駆動機構により、重力方向に平行な所定軸方向に駆動可能となっている。このため、複数の支持部材が前記回動動作を行うとともに、重力方向に平行な所定軸方向に駆動されることで、搬送対象物の一側の面(下面)側に支持部を位置付けることが可能である。また、この状態から複数の支持部材を重力方向に平行な所定軸方向で搬送対象物に接近する方向に駆動することにより、複数の支持部材による搬送対象物の支持が可能である。一方、これとは逆に搬送対象物を支持した複数の支持部材を前記所定軸方向に駆動することにより、ステージ上に搬送対象物を載置することができ、この載置終了後、前記回動動作と前記所定軸方向への駆動とを組み合わせることにより、複数の支持部材を搬送対象物の他側の面側に退避させることが可能となる。 According to this, the plurality of support members are rotated by the rotation mechanism so that each of the plurality of support members approaches and separates from each other with the other end side of the support portion as the rotation center, and by the drive mechanism. It can be driven in a predetermined axial direction parallel to the direction of gravity. For this reason, a plurality of support members perform the rotation operation and are driven in a predetermined axial direction parallel to the gravitational direction, so that the support portion can be positioned on one surface (lower surface) side of the conveyance object. Is possible. In addition, the plurality of support members can be supported by the plurality of support members by driving the plurality of support members in a predetermined axis direction parallel to the direction of gravity in a direction approaching the object to be transported. On the other hand, by driving a plurality of support members that support the object to be conveyed in the predetermined axial direction, the object to be conveyed can be placed on the stage. By combining the moving operation and the driving in the predetermined axial direction, the plurality of support members can be retracted to the other surface side of the conveyance object.
このように、本発明によれば、搬送対象物に切り欠きなどが形成されていない場合であっても、搬送対象物のステージ上へのロードを、ステージの載置面にほぼ垂直な方向から行うことが可能であるので、例えば搬送対象物の載置面がステージの上面から掘り下げられた位置にあるような場合であっても、搬送対象物のステージ上へのロードを容易に行うことが可能である。また、本発明の搬送装置では、上記と逆の動作を行うことで、支障なく搬送対象物のステージ上からの搬出(アンロード)を行うことが可能である。 As described above, according to the present invention, even when a notch or the like is not formed in the conveyance object, the loading of the conveyance object onto the stage can be performed from a direction substantially perpendicular to the stage mounting surface. For example, even when the placement surface of the conveyance object is in a position dug down from the upper surface of the stage, it is possible to easily load the conveyance object onto the stage. Is possible. Moreover, in the transfer apparatus of the present invention, it is possible to carry out (unload) the transfer object from the stage without hindrance by performing an operation reverse to the above.
この場合において、請求項7に記載の搬送装置の如く、前記支持部材の支持部には、パッド(54)が設けられていることとすることができる。 In this case, a pad (54) may be provided on the support portion of the support member as in the transport device according to the seventh aspect.
上記請求項6及び7に記載の各搬送装置において、請求項8に記載の搬送装置の如く、前記駆動機構は、前記回動機構を前記複数の支持部材とともに前記所定軸回りの回転方向に更に駆動することとすることができる。 In each of the transfer devices according to claims 6 and 7, as in the transfer device according to claim 8, the drive mechanism further moves the rotation mechanism together with the plurality of support members in a rotation direction around the predetermined axis. It can be driven.
上記請求項6〜8に記載の各搬送装置において、請求項9に記載の搬送装置の如く、前記支持部材は3つ設けられ、前記搬送対象物は前記3つの支持部材により一直線上に無い異なる3点で支持されることとすることができる。 In each of the transport apparatuses according to the sixth to eighth aspects, as in the transport apparatus according to the ninth aspect, the three support members are provided, and the transport objects are not in a straight line by the three support members. It can be supported at three points.
上記請求項6〜9に記載の各搬送装置において、請求項10に記載の搬送装置の如く、前記回動機構及び前記駆動機構の少なくとも一方の駆動部分を少なくとも覆う状態で設けられたごみ受け用のカバー(48b)を更に備えることとすることができる。
In each of the transfer devices according to claims 6 to 9, as in the transfer device according to
上記請求項6〜10に記載の各搬送装置において、請求項11に記載の搬送装置の如く、前記搬送対象物は円板状の形状を有することとすることができる。 In each of the transfer devices according to the sixth to tenth aspects, like the transfer device according to the eleventh aspect, the transfer object may have a disk shape.
請求項12に記載の発明は、マスク(R)に形成されたパターンを物体(W)上に転写する露光装置であって、前記マスクを保持するマスクステージ(RST)と;前記物体を保持する物体ステージ(WST)と;前記マスクステージ及び前記物体ステージの少なくとも一方の特定ステージに対して、前記マスク及び前記物体の少なくとも一方である搬送対象物を搬送する請求項6〜11のいずれか一項に記載の搬送装置と;を備える露光装置である。
The invention according to
これによれば、例えば特定ステージがマスクステージである場合には、マスクステージのマスク載置面がマスクステージ上面より低い位置にあっても、請求項6〜11のいずれか一項に記載の搬送装置により、支障なくマスクを載置面に載置できるので、結果的にマスクをマスクステージの下面近くに位置させることが可能となり、マスクステージ側にも斜入射方式の多点焦点位置検出系等のフォーカス・レベリングセンサを採用することが可能となる。従って、マスクのフォーカス・レベリング制御が可能となり、従来の露光装置に比べて一層高精度なマスクパターンの基板上への転写が可能となる。 According to this, for example, when the specific stage is a mask stage, even if the mask mounting surface of the mask stage is at a position lower than the upper surface of the mask stage, the transfer according to any one of claims 6 to 11. Since the mask can be placed on the placement surface without any problem, the mask can be positioned near the lower surface of the mask stage. As a result, the oblique incidence type multipoint focus position detection system etc. It is possible to adopt a focus / leveling sensor. Therefore, the focus / leveling control of the mask is possible, and the mask pattern can be transferred onto the substrate with higher accuracy than the conventional exposure apparatus.
また、例えば特定ステージが物体ステージである場合にも、請求項6〜11の搬送装置により、上方から物体ステージ上に物体を支障なく載置することが可能である。 For example, even when the specific stage is an object stage, it is possible to place an object on the object stage from above without any trouble by the transfer device according to claims 6 to 11.
この場合において、請求項13に記載の露光装置の如く、前記搬送装置の近傍に設けられ、前記搬送装置によって搬送される前記搬送対象物に形成されたマークを検出するマーク検出系(68A,68B)を更に備えることとすることができる。 In this case, as in the exposure apparatus according to claim 13, a mark detection system (68A, 68B) that is provided in the vicinity of the transport apparatus and detects a mark formed on the transport object transported by the transport apparatus. ).
上記請求項12及び13に記載の露光装置において、請求項14に記載の露光装置の如く、前記特定ステージの前記搬送対象物の載置面は、前記特定ステージに形成された凹部(40)内の底面に設けられていることとすることができる。
14. The exposure apparatus according to claim 12 or 13, wherein, as in the exposure apparatus according to
この場合において、請求項15に記載の露光装置の如く、前記特定ステージの前記凹部内の底面には、前記複数の支持部材を挿入可能な溝(41a〜41c)が前記支持部材に対応して形成されていることとすることができる。 In this case, as in the exposure apparatus according to claim 15, grooves (41 a to 41 c) into which the plurality of support members can be inserted correspond to the support members on the bottom surface in the concave portion of the specific stage. It can be formed.
本発明の搬送方法によれば、搬送対象物側に切り欠きなどが無い場合であっても、ステージの上面より低い位置にある載置面に、支障無く搬送対象物をその載置面に載置することができるとともに、前記載置面から搬送対象物を搬出することができるという効果がある。 According to the transport method of the present invention, even if there is no notch or the like on the transport object side, the transport object is placed on the placement surface at a position lower than the upper surface of the stage without any trouble. This has the effect of being able to place the object to be transported from the placement surface.
また、本発明の搬送装置によれば、搬送対象物側に切り欠きなどが無い場合であっても、ステージの上面より低い位置にある載置面に、支障無く搬送対象物をその載置面に載置することができるとともに、前記載置面から搬送対象物を搬出することができるという効果がある。 Further, according to the transport apparatus of the present invention, even if there is no notch or the like on the transport object side, the transport object is placed on the placement surface at a position lower than the upper surface of the stage without any trouble. In addition, there is an effect that the object to be transported can be carried out from the placement surface.
また、本発明の露光装置によれば、露光精度を向上させることができるという効果がある。 Further, according to the exposure apparatus of the present invention, there is an effect that the exposure accuracy can be improved.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。図1には、本発明に係る搬送装置を含んで構成された一実施形態に係る露光装置10の構成が概略的に示されている。この露光装置10は、電子ビームにより物体としてのウエハW上にマスク(及び搬送対象物)としてのレチクルRのパターンを走査露光方式により転写するEBPS(電子ビームプロジェクションシステム)を採用した電子線露光装置(EB露光装置)である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a configuration of an
この露光装置10は、レチクル用真空チャンバ12と、ウエハ用真空チャンバ14とを備えている。
The
レチクル用真空チャンバ12の内部には、支持フレーム16に支持されたZ軸方向(鉛直軸方向)を軸方向とする円柱状の照明系18、該照明系18の下方にXY面(水平面)に沿って配置されたレチクルステージベース20、該レチクルステージベース20上をレチクルRを保持してXY2次元方向に移動するマスクステージとしてのレチクルステージRST、レチクルRのZ位置及びXY面に対する傾斜を検出するレチクルAF/AL系(22、24)及び不図示のレチクルライブラリ等が収納されている。また、レチクル用真空チャンバ12に形成された円形開口12aを介して、搬送装置としてのエレベータユニット26の下半部がレチクル用真空チャンバ12内に挿入された状態となっている。
Inside the
また、ウエハ用真空チャンバ14の内部には、該チャンバ14の床面に配置された複数(ここでは4つ)の防振台28(但し、紙面奥側の防振台は図示せず)、これらの防振台28によってほぼ水平に保持されたウエハステージベース30、該ウエハステージベース30上をウエハWを保持してXY2次元方向に移動する物体ステージとしてのウエハステージWST、ウエハWのZ位置及びXY面に対する傾斜を検出するウエハAF/AL系(32、34)、及びウエハローダ36等が収納されている。
Further, inside the
さらに、露光装置10は、レチクル用真空チャンバ12及びウエハ用真空チャンバ14に上端部の一部及び下端部の一部がそれぞれ収納された光学系としての投影光学系PLを備えている。
Further, the
前記照明系18は、LaB6(6ほう化ランタン)から成る電子銃、ブランキング電極、電子レンズから成る照明レンズ、矩形アパーチャ、電子レンズから成る成形レンズ、及び偏向器(いずれも図示せず)等を備えている。この照明系18は、電子銃で発せられた電子ビームをブランキング電極、照明レンズ、矩形アパーチャ及び成形レンズにより、約1mm角の電子ビームの束となるように成形してほぼ均一なエネルギ密度の電子ビームをレチクルR上の約1mm角の領域(サブフィールドと呼ぶ)に照射して照明する。また、偏向器は、後述するレチクルRの1つの分割パターン領域の非走査方向の幅RW(図3(A)参照)に相当する偏向能力を十分有しており、この偏向器は後述する装置全体を統括する主制御装置100(図1では図示せず、図5参照)によって制御されるようになっている。ここで、1つの分割パターン領域とは、ウエハW上の1つの区画領域に転写すべきパターン領域ではなく、ウエハ上の1つの区画領域に転写すべきパターンを複数に分割したパターン領域の1つを意味し、本実施形態では、図3(A)に示されるようにレチクルR上には走査方向の長さL、非走査方向の幅RWの2つの分割パターン領域PA、PBが形成されているものとする。
The
前記レチクルステージRSTは、レチクルRを静電吸着により保持して磁気浮上型2次元リニアアクチュエータ19(図1では図示せず、図5参照)によってXY2次元方向に駆動されるようになっている。本実施形態では、この磁気浮上型2次元リニアアクチュエータ19として、X駆動コイル、Y駆動コイルに加え、Z駆動コイルを備えたものが用いられているので、レチクルステージRSTはXY面内の移動のみならず、Z軸方向及びXY面に対する傾斜方向にも微小駆動が可能に構成されている。勿論、レチクルステージRSTを2組のリニアモータによって2次元駆動することも可能である。
The reticle stage RST is driven in the XY two-dimensional direction by a magnetically levitated two-dimensional linear actuator 19 (not shown in FIG. 1, see FIG. 5) while holding the reticle R by electrostatic attraction. In this embodiment, since the magnetic levitation type two-dimensional
レチクルステージRSTには、図2及び図3(B)に示されるように、その中央部に、平面視円形の凹部としての座ぐり穴40が形成されており、この座ぐり穴40内部の底面には、外周部の一部を残して同心の円形開口42が形成されている。そして、座ぐり穴40内部の底面に不図示の静電チャックが設けられ、該静電チャックによりレチクルRが吸着されるようになっている。また、図3(B)に示されるように、レチクルステージRSTには、座ぐり穴40を形成する内壁から、該内壁に直交する方向に所定深さを有する切り欠き41a〜41cが形成されている。これらの切り欠き41a〜41cは、等角度間隔(120°間隔)で形成されており、これら切り欠き41a〜41cには後述するエレベータユニット26のアームが侵入可能となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3B, the reticle stage RST is formed with a
図1に戻り、レチクルステージRSTのXY面内の位置は、レチクルステージベース20に固定されたレチクルレーザ干渉計システム38によって、投影光学系PLを基準として0.5〜1nm程度の分解能で検出されている。このレチクルレーザ干渉計システム38の計測値は、ステージ制御系21(図1では図示せず、図5参照)及びこれを介して主制御装置100に供給されている。なお、このレチクルレーザ干渉計システム38の構成については後述する。
Returning to FIG. 1, the position of the reticle stage RST in the XY plane is detected by the reticle
レチクルRのZ位置及びXY面に対する傾斜を検出する前記レチクルAF/AL系としては、投影光学系PLの物体面側にあるレチクルRに対して複数のスリット像を形成するための結像光束を投影光学系PLの光軸方向(Z軸方向)に対して斜め方向より供給する照射系22と、その結像光束のレチクル表面での各反射光束をそれぞれスリットを介して受光する受光系24とから成る斜入射方式の多点焦点位置検出系が用いられている。この多点焦点位置検出系(22、24)としては、例えば特開平6−283403号公報に開示されるものと同様の構成のものが用いられ、この多点焦点位置検出系(22、24)の検出値は、主制御装置100及びこれを介してステージ制御系21に供給され、ステージ制御系21ではレチクルRと投影光学系PLとが所定の間隔を保つようにレチクルステージRSTを2次元リニアアクチュエータ19を介してZ方向及び傾斜方向に駆動する。
As the reticle AF / AL system for detecting the Z position of the reticle R and the tilt with respect to the XY plane, an imaging light beam for forming a plurality of slit images on the reticle R on the object plane side of the projection optical system PL is used. An
前記エレベータユニット26は、レチクルステージRSTに対するレチクルRの受け渡し位置(ローディング/アンローディング・ポジション)の真上に設置されている。このエレベータユニット26は、図2に詳細に示されるように、レチクル用真空チャンバ12に形成された円形開口12aを閉塞する状態で設けられ、フランジ部59aを介して複数本のボルト46によりレチクル用真空チャンバ12に固定された円柱状のエレベータユニット本体59と、該エレベータユニット本体59の下端部に設けられた上下動・回転駆動部43と、該上下動・回転駆動部43の上下動・回転軸43Bの先端部に設けられたハンド機構48とを備えている。前記フランジ部59aのレチクル用真空チャンバ12と対向する面には円環状の凹溝が形成されており、この凹溝内に設けられたOリング等のシール部材63により、開口12aを介したレチクル用真空チャンバ12の内部と外部との気体の流出入が極力抑制されるようになっている。
The
前記上下動・回転駆動部43は、エレベータユニット本体59の下端部に設けられた円筒状のガイド部材43Aと、該ガイド部材43Aの中空部に挿入された上下動・回転軸43Bとを備えている。前記上下動・回転軸43Bはエレベータユニット本体59に内蔵された上下動・回転駆動機構51(図2では不図示、図5参照)によって、ガイド部材43Aの内壁に沿って図2中に矢印C、C’で示される上下方向(Z軸方向)及び図2中の矢印D方向及びこれと反対方向、すなわちZ軸回りの回転方向(θz方向)に駆動されるようになっている。
The vertical movement /
前記ハンド機構48は、概略W字状の形状を有する複数本(ここでは3本)の支持部材としてのアーム48c1,48c2,48c3(図2では1本のアーム48c3については不図示、図3(A)参照)と、該アーム48c1〜48c3のそれぞれをその上端部近傍を回転中心として回転駆動し、アーム48c1〜48c3の開閉を行う回動機構としてのアーム開閉機構48aと、複数本のねじ52によってアーム開閉機構48aの下端部近傍に設けられたゴミ受け用のカバーとしてのゴミ受けカバー48bとを備えている。なお、図2等では、アーム48c1とアーム48c2とがハンド機構48の回転中心を介して対向するかのように図示しているが、説明及び図示の便宜上からこのように図示したのであって、実際には、図3(A)に示されるように、3本のアーム48c1〜48c3は、等角度間隔(すなわち120°間隔)で配置されている。
The
また、アーム48c1,48c2,48c3の先端(下端)には、レチクルRを支持するための鉤の手状の支持部が形成されている。各アーム48c1〜48c3の支持部の上面には、図3(A)に示されるように、ラバーピン等から成るパッド54がそれぞれ設けられている。
In addition, a hook-like support portion for supporting the reticle R is formed at the tip (lower end) of the
前記ゴミ受けカバー48bは、上部が開口した箱状の部材から成り、その側壁に形成された複数(ここでは3つ)の開口を介して、前述したアーム48c1〜48c3がゴミ受けカバー48bの内側から外側に突出した状態となっている。
The
図4には、レチクルステージベース20の平面図が示されている。この図4において、実線で示されるレチクルステージRSTは、レチクルRのパターンをウエハW上に転写するための露光位置の中心、すなわち十字マークの中心AXで示される投影光学系PLの中心にレチクルステージRSTの中心がほぼ一致した状態を示し、仮想線(二点鎖線)で示されるレチクルステージRSTは、レチクルRの受け渡し位置にある状態を示す。この図4から明らかなように、本実施形態では、レチクルステージRSTは、レチクルRの受け渡し位置と露光位置との間を移動する構成となっている。換言すれば、レチクルRのレチクルステージRSTに対する受け渡し(ロード/アンロード)と露光とが別々の位置で行われるようになっているので、透過型のレチクルRを使用するにもかかわらず、後述するようにエレベータユニット26によって上方からレチクルステージRSTに対するレチクルRの受け渡しができるようになっている。
FIG. 4 shows a plan view of the
レチクルステージRSTのX軸方向一側(+X側)の側面及びY軸方向一側(+Y側)の側面には、鏡面加工により反射面121a、121bがそれぞれ形成されている。そして、レチクルステージRSTの走査方向であるY軸方向の位置は、反射面121bに測長ビームRIYを投射するレチクルYレーザ干渉計38Yにより常時計測されている。また、露光の際のレチクルステージRSTの非走査方向であるX軸方向の位置は、露光位置にあるレチクルステージRSTの反射面121aに測長ビームRIX1を投射するレチクルXレーザ干渉計38X1によって計測され、レチクルRのロード、アンロードの際のレチクルステージRSTのX軸方向の位置は、受け渡し位置にあるレチクルステージRSTの反射面121aに測長ビームRIX2を投射可能なレチクルXレーザ干渉計38X2によって計測されるようになっている。干渉計38X1と干渉計38X2とは、移動の途中で切り換えが必要であるが、この切り換えは、レチクルステージRSTのY軸方向移動途中の干渉計38X1、38X2からの測長ビームが同時に反射面121aに照射された位置で、それまで使用していた干渉計の計測値にそれまで非使用であった干渉計の計測値を一致させる干渉計計測値のプリセットを行った後に行われる。この干渉計の切り換えの際にレチクルステージRSTの回転による誤差を極力小さくするために、レチクルYレーザ干渉計38YとしてY軸方向位置の計測に加え、θz計測が可能な多軸干渉計が用いられている。また、各干渉計38X1、38X2、38Yからの測長ビームは、レチクルRのパターン面とほぼ同一高さ位置に照射されている(図1参照)。
このように、本実施形態では、レチクルYレーザ干渉計38Yと2つのレチクルXレーザ干渉計38X1、38X2とを含んでレチクルレーザ干渉計システム38が構成されているが、これら3つの干渉計が図1では代表的にレチクルレーザ干渉計システム38として示されている。
As described above, in this embodiment, the reticle
また、本実施形態では、図4に示されるように、レチクルステージベース20には、レチクルRの受け渡し位置近傍に一対のマーク検出系としてのレチクルアライメント顕微鏡68A、68Bが配置されており、この一対のレチクルアライメント顕微鏡68A、68Bによって、受け渡し位置でレチクルRのパターン面に形成された、レチクルアライメントマークを観察できるようになっている。レチクルアライメント顕微鏡68A、68Bの観察データは、主制御装置100に供給されるようになっている(図5参照)。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
図1に戻り、前記投影光学系PLは、フランジ部FLGがその鏡筒部の高さ方向の中央やや上部に設けられ、該フランジ部FLGを介して支持フレーム58に支持されている。この投影光学系PLとしては、複数の電子レンズから成る縮小投影光学系が用いられている。この投影光学系PLの縮小倍率(投影倍率)βは、ここでは1/4となっている。
Returning to FIG. 1, the projection optical system PL has a flange portion FLG provided at a slightly upper center of the lens barrel portion in the height direction, and is supported by the
前記ウエハステージWSTは、磁気浮上型の2次元リニアアクチュエータ29(図1では図示せず、図5参照)によってウエハステージベース30上をXY2次元方向に駆動されるようになっている。このウエハステージWSTの上面には、ウエハホルダ60を介してウエハWが静電吸着により固定されている。ウエハホルダ60は、駆動系61(図1では図示せず、図5参照)によりZ軸方向の微少駆動とXY面に対する傾斜方向の駆動とZ軸回りの回転方向(θz方向)の微少駆動とが可能となっている。ウエハステージWSTのXY面内の位置は、移動鏡62を介してウエハレーザ干渉計システム64によって投影光学系PLを基準として0.5〜1nm程度の分解能で検出されている。このウエハレーザ干渉計システム64の計測値は、ステージ制御系21及びこれを介して主制御装置100に供給されている(図5参照)。
The wafer stage WST is driven in the XY two-dimensional direction on the
ウエハステージWSTの上面には、後述するアライメント検出系のベースライン計測用の基準マークその他の基準マークが形成された基準マーク板FMが設けられている。この基準マーク板FMの表面はウエハWの表面とほぼ同一高さとされている。 On the upper surface of wafer stage WST, a reference mark plate FM on which a reference mark for baseline measurement of an alignment detection system described later and other reference marks is formed is provided. The surface of the reference mark plate FM is substantially the same height as the surface of the wafer W.
ウエハWのZ位置及びXY面に対する傾斜を検出する前記ウエハAF/AL系としては、投影光学系PLの像面側にあるウエハWに対して複数のスリット像を形成するための結像光束を投影光学系PLの光軸方向(Z軸方向)に対して斜め方向より供給する照射系32と、その結像光束のウエハ表面での各反射光束をそれぞれスリットを介して受光する受光系34とから成る斜入射方式の多点焦点位置検出系が用いられている。この多点焦点位置検出系(32、34)としては、例えば特開平6−283403号公報に開示されるものと同様の構成のものが用いられ、この多点焦点位置検出系(32、34)の検出値は、主制御装置100及びこれを介してステージ制御系21に供給され、ステージ制御系21ではウエハWと投影光学系PLとが所定の間隔を保つように駆動系61を介してウエハホルダ60をZ方向及び傾斜方向に駆動する(図5参照)。
As the wafer AF / AL system for detecting the Z position of the wafer W and the tilt with respect to the XY plane, an imaging light beam for forming a plurality of slit images on the wafer W on the image plane side of the projection optical system PL is used. An
さらに、本実施形態の露光装置10では、投影光学系PLの側面に、ウエハW上の各ショット領域に付設されたアライメントマーク(ウエハマーク)の位置を検出するためのオフ・アクシス方式のアライメント検出系、例えば画像処理方式の結像式アライメント検出系ALGが設けられ、そのアライメント検出系ALGの計測結果が主制御装置100に供給されるようになっている(図5参照)。そして、主制御装置100では、露光に先立ってウエハマークの計測された位置に基づいて例えば特開昭61−44429号公報に開示される統計演算によりウエハW上のショット領域の配列座標を算出するEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)を行うようになっている。
Further, in the
図5には、露光装置10の制御系の構成部分の内、これまでに説明した主要な構成部分が示されている。この図5の制御系は、マイクロコンピュータ(あるいはワークステーション)から成る主制御装置100を中心として構成されている。
FIG. 5 shows the main components described so far among the components of the control system of the
次に、上述のようにして構成された露光装置10におけるレチクルRの搬送動作について図1〜図3(B)、及び図6〜図10を参照しつつ説明する。ここで、図6は図2の円E内を拡大して示す図である。
Next, the reticle R conveyance operation in the
1. まず、主制御装置100からの指示に基づき、レチクルRを支持したローダロボットアーム70が、図1に矢印Hで示されるように水平方向に移動し、レチクルRを受け渡し位置に向けて搬送する。その後、このローダロボットアーム70は、主制御装置100からの指示に応じてエレベータユニット26のほぼ真下の受け渡し位置まで移動して停止する。このローダロボットアーム70が、受け渡し位置で停止した状態が図2に示されている。
1. First, based on an instruction from
このとき、3本のアーム48c1〜48c3は、レチクルRと干渉しない位置、具体的には受け渡し位置上方の図2(より詳細には図6)中に符号P1で示される上方移動限界位置に待機している。この状態では、3本のアーム48c1〜48c3は、開状態とされている。
At this time, the three
2. 次いで、主制御装置100からの指示に応じ、エレベータユニット本体59内の上下動・回転駆動機構51(図5参照)により上下動・回転軸43Bと一体でハンド機構48が所定量だけ下方に駆動され、これにより3本のアーム48c1〜48c3が図2(より詳細には図6)中に符号P2で示される位置まで下降して停止する。この下降の際に、3本のアーム48c1〜48c3の先端部(支持部)は、レチクルRの高さ方向やや下側で、その外側に位置するようになっている。この状態においても、3本のアーム48c1〜48c3は、開状態に維持されている。
2. Next, in response to an instruction from the
3. 次に、主制御装置100からの指示に応じ、アーム開閉機構48aによりアーム48c1〜48c3がその上端部を回転中心として所定角度だけ回転駆動され、これにより、3本のアーム48c1〜48c3が閉状態とされる。このときのアームの位置(姿勢を含む)が図2(より詳細には図6)においては、符号P3にて示されている。この場合、アーム48c1〜48c3の先端部(下端部)はレチクルRのやや下方に位置している。
3. Then, according to instructions from
4. 次いで、主制御装置100からの指示に応じ、上下動・回転駆動機構51により上下動・回転軸43Bと一体でハンド機構48が所定量だけ上方に駆動される。これにより、3本のアーム48c1、48c2、48c3が上昇して鉤の手状の支持部の上面に設けられたパッド54がレチクルRの底面に接触し、更に3本のアーム48c1、48c2、48c3が上昇することにより、レチクルRがアーム48c1、48c2、48c3によって下方から持ち上げられ、ローダロボットアーム70から離間する。このようにしてレチクルRがローダロボットアーム70から3本のアーム48c1〜48c3に受け渡される。
4). Next, the
5. その後、主制御装置100からの指示に応じ、該ローダロボットアーム70は、矢印H方向と反対方向に移動して元の位置に戻っていく。このときのアーム48c1〜48c3の位置(姿勢を含む)が図7に符号P4にて示されている。
5. Thereafter, in response to an instruction from the
6. 上記のようにして、ローダロボットアーム70がレチクルRと干渉しない位置まで退避すると、主制御装置100からの指示に応じ、レチクルRのレチクルステージRST上への搬入のため、上下動・回転駆動機構51により上下動・回転軸43Bと一体でハンド機構48が下降駆動され、3本のアーム48c1〜48c3に支持されたレチクルRがレチクルステージRSTの座ぐり穴40内部の底面に当接する直前の位置に位置決めされる。このときのアーム48c1〜48c3の位置(姿勢を含む)が図8に符号P5にて示されている。この場合、3本のアーム48c1〜48c3は、レチクルステージRSTに形成された切欠き41A〜41Cに挿入された状態となっている。
6). As described above, when the
7. 次いで、主制御装置100はレチクルステージベース20の開口部20a近傍に設置された一対のレチクルアライメント顕微鏡68A、68Bを用いてレチクルR上に形成されたアライメントマーク(位置合わせマーク)を観察し、その観察結果に基づいて基準点からのアライメントマークの位置ずれ、すなわちレチクルRのXY方向及びθz方向の誤差成分を算出する。そして、主制御装置100は上記のθz方向の誤差成分Δθzを補正するための指令値をエレベータユニット26(エレベータユニット本体59内)の上下動・回転駆動機構51に与える。これにより、上下動・回転駆動機構51によりハンド機構48、すなわちアーム48c1〜48c3が上記指令値に応じて回転駆動され、レチクルRのθz方向誤差が、レチクルRのレチクルステージRST上への搬入の直前に補正される。一方、レチクルRのXY方向の誤差成分ΔX、ΔYを補正するための指令値は主制御装置100からステージ制御系21に送られ、該ステージ制御系21によってレチクルステージRSTがXY2次元方向に微少駆動され、レチクルRのXY誤差が、レチクルRのレチクルステージRST上への搬入の直前に補正される。
7). Next,
8. 上述のようにしてレチクルRのXY方向及びθz方向の誤差の補正、すなわちレチクルRのアライメントが完了すると、主制御装置100からの指示に応じ、上下動・回転駆動機構51により上下動・回転軸43Bと一体でハンド機構48が僅かに下方に駆動される。これにより、3本のアーム48c1〜48c3が図8中に符号P6で示される位置まで下降して停止する。この途中で、3本のアーム48c1、48c2、48c3に支持されたレチクルRがレチクルステージRSTの座ぐり穴40内部の底面に当接し、さらに3本のアーム48c1〜48c3が下降することにより、レチクルRがレチクルステージRSTに渡される。
8). When the correction of the error in the XY direction and the θz direction of the reticle R, that is, the alignment of the reticle R is completed as described above, the vertical movement / rotation shaft is moved by the vertical movement /
9. 次いで、主制御装置100からの指示に応じ、アーム開閉機構48aはアーム48c1〜48c3の上端部を回転中心として所定角度だけ回転駆動し、アーム48c1〜48c3を図9に示される符号P7の状態(開状態)に設定する。その後、主制御装置100からの指示に応じ、上下動・回転駆動機構51により上下動・回転軸43Bと一体でハンド機構48が上昇駆動され、これにより3本のアーム48c1〜48c3は図10の位置P8まで退避する。この場合の位置P8は、前述した図2に示される位置P1(初期位置)と一致している。
9. Then, according to instructions from
以上により、レチクルRのレチクルステージRSTへの搬入(ロード)が完了する。 Thus, the loading (loading) of the reticle R onto the reticle stage RST is completed.
レチクルステージRST上からレチクルRを搬出(アンロード)する際には、上記の7.の動作の除き、上記1.〜9.の手順と反対の手順で動作が行われる。 When carrying out (unloading) the reticle R from the reticle stage RST, the above 7. Except for the operation of 1. above, ~ 9. The operation is performed in the opposite order of the above procedure.
次に、上記のレチクルRのロードに続いて行われる露光装置10における露光処理工程の他の動作を簡単に説明する。
Next, another operation of the exposure process in the
まず、主制御装置100の管理の下、ウエハローダ36によりウエハWのウエハステージWST上へのロードが行われ、また、ウエハステージWST上の基準マーク板FM及びアライメント検出系ALGを用いたベースライン計測等の準備作業が所定の手順に従って行われる。
First, under the control of
その後、主制御装置100により、アライメント検出系ALGを用いてEGA等のウエハアラインメント計測が実行される。このような動作において、ウエハWの移動が必要な場合には、主制御装置100がステージ制御系21を介して2次元リニアアクチュエータ29を構成する所定の電機子コイルに供給する電流値、及び電流方向の少なくとも一方を制御することにより、ウエハWを保持するウエハステージWSTを所望の方向に移動させる。ウエハアライメント計測の終了後、以下のようにして走査露光方式の露光動作が行われる。
Thereafter, the
この露光動作にあたって、まず、ウエハWのXY位置が、ウエハW上の最初の区画領域(ファースト・ショット領域)のうちの第1分割領域の露光のための走査開始位置となるように、ウエハステージWSTが移動される。同時に、レチクルRのXY位置が、第1分割パターン領域PAの走査開始位置となるように、レチクルステージRSTが移動される。そして、主制御装置100からの指示に基づき、ステージ制御系21が、レチクルレーザ干渉計システム38によって計測されたレチクルRのXY位置情報、ウエハレーザ干渉計システム64によって計測されたウエハWのXY位置情報に基づき、2次元リニアアクチュエータ19、29を介してレチクルRとウエハWとを投影光学系PLの投影倍率に応じた速度比で相互に逆向きにY軸方向に沿って同期移動させるとともに、これらの走査速度よりはるかに高速に照明系18からレチクルR上に照射される1mm角の電子ビームの束を非走査方向(X軸方向)に第1分割パターン領域PAの非走査方向の全域がスキャンされるように偏向する。この偏向は、主制御装置100からの指示に基づき、照明系18内の偏向器により行われる。これにより、第1分割パターン領域PAの全体がウエハW上のファースト・ショット領域の内の第1分割領域に転写される。このような第1分割領域に対する走査露光中に、ステージ制御系21では、レチクルAF/AL系(22、24)の計測値に基づいてレチクルステージRSTをZ方向及びXY面に対する傾斜方向に微少駆動してフォーカス・レベリング制御を行うとともに、ウエハAF/AL系(32、34)の計測値に基づいてウエハホルダ60をZ方向及びXY面に対する傾斜方向に微少駆動してフォーカス・レベリング制御を行う。
In this exposure operation, first, the wafer stage is set so that the XY position of the wafer W becomes the scanning start position for exposure of the first divided area in the first partitioned area (first shot area) on the wafer W. WST is moved. At the same time, the reticle stage RST is moved so that the XY position of the reticle R becomes the scanning start position of the first divided pattern area PA. Then, based on an instruction from
このようにして、第1分割パターン領域PAの転写が終了すると、ステージ制御系21によりレチクルステージRSTとウエハステージWSTとが同期して、例えばそれぞれU字状の移動軌跡となるように連続的に移動される。そして、ウエハWのXY位置が、ウエハW上のファースト・ショット領域の内の第2分割領域の露光のための走査開始位置となり、レチクルRのXY位置が、第2分割パターン領域PBの走査開始位置となると、上記と同様にして第2分割パターン領域PBのパターンがウエハW上のファースト・ショット領域の内の第1分割領域に隣接する第2分割領域に転写される。これにより、ウエハW上のファースト・ショット領域に対するレチクルパターンの転写が終了する。
In this way, when the transfer of the first divided pattern area PA is completed, the reticle control RST and the wafer stage WST are synchronized by the
このようにして、1つのショット領域に対するレチクルパターンの転写が終了すると、ウエハステージWSTが所定量ステッピングされて、次のショット領域に対するレチクルパターンの転写が上記と同様にして行われ、このようにして、ステッピングとレチクルパターンの転写とが順次繰り返され、ウエハW上に必要なショット数のパターンが転写される。 Thus, when the transfer of the reticle pattern for one shot area is completed, the wafer stage WST is stepped by a predetermined amount, and the transfer of the reticle pattern for the next shot area is performed in the same manner as described above. Stepping and reticle pattern transfer are sequentially repeated, and a pattern having the required number of shots is transferred onto the wafer W.
以上詳細に説明したように、本実施形態によると、その一端部近傍にレチクルRを支持する支持部を有し、他端部近傍を回転中心として回動自在とされた3本のアーム48c1〜48c3が、回動動作及び上下動動作を行うことにより、レチクルRの一方の面(下面)が3本のアーム48c1〜48c3の支持部にて支持され(第1工程)、該支持されたレチクルRがレチクルステージRST上に搬入される(第2工程)。そして、該搬入後、3本のアーム48c1〜48c3が回動動作及び上下動動作を行うことによりレチクルRの他方の面(上面)側へ3本のアームが退避される(第3工程)。すなわち、レチクルRのレチクルステージRST上へのロード(及びアンロード)を、レチクルステージの載置面にほぼ垂直な方向から行うことが可能である。従って、レチクルRの載置面がレチクルステージRSTの上面から掘り下げられた位置にあるような場合であっても、レチクルステージRST上へのロード(レチクルステージRSTからのアンロード)を容易に行うことが可能である。このため、レチクルステージRST側に斜入射方式の多点焦点位置検出系等のフォーカス・レベリングセンサを採用することが可能となり、レチクルRのフォーカス・レベリング制御が可能となって、従来のウエハ側AF/AL系のみを備えた露光装置に比べて一層高精度なレチクルパターンのウエハW上への転写が可能となる。
As described in detail above, according to the present embodiment, the three
また、本実施形態によると、アーム48c1〜48c3がレチクルRの上面側から下面側、及び下面側から上面側への移動を、アーム48c1〜48c3の開閉動作により実現していることから、レチクルRに切欠き等の加工を施したり、切欠きが形成されたリング(サポートリング)を取り付けたりしなくても良いようになっている。
Further, according to this embodiment, the
また、本実施形態によると、レチクルRの受け渡し位置の下方に一対のレチクルアライメント顕微鏡68A、68Bが配置されているので、3本のアーム48c1〜48c3がレチクルRを支持した後、レチクルステージRSTへのレチクルRの搬入が完了するまでの間に、レチクルRに形成されたレチクルアライメントマークを観察・測定し、エレベータユニット26によりレチクルRのθz誤差を補正し、レチクルステージRSTのXY移動によってレチクルのXY誤差を補正することにより、レチクルステージRSTへのレチクルRの搬入に先立って、レチクルアライメントを行うことが可能となっている。また、結果的にレチクルステージRSTに従来のようなθzステージ(θz回転機構)が不要となり、レチクルステージRSTの構造を簡略化することができる。
Further, according to the present embodiment, since the pair of
また、本実施形態においては、3本のアーム48c1〜48c3の支持部には、パッド54が設けられていることから、例えばアーム48c1〜48c3が鉄等の金属であり、レチクルRがシリコンカーバイド等の非金属である場合には、パッド54によりレチクルRとアーム48c1〜48c3とが直接接触するのを防止することができるので、レチクルRに傷がついたり、塵が発生したりすることを極力防止することが可能となる。この場合、パッドとしてゴムを用いれば、摩擦係数が高いのでアーム48c1〜48c3によりレチクルRを安定して支持することができる。
In the present embodiment, since the
また、本実施形態では、アーム48c1〜48c3を開閉するアーム開閉機構48aの下側にゴミ受けトレー48bを設けていることから、アーム48c1〜48c3の開閉駆動によって塵等が発生しても、この塵等が下方、すなわちレチクルステージRST側に落下するのが防止あるいは効果的に抑制できるようになっている。なお、ゴミ受けトレーは、上下動・回転軸43Bの周囲に設けることとしても良い。
Further, in the present embodiment, since it is provided with a
なお、レチクルRのXY誤差及びθz誤差のいずれもレチクルステージRSTの移動により行うこととしても良いし、エレベータユニット26の上下動・回転駆動部43がエレベータユニット本体59内の上下動・回転駆動機構51により、XY方向にも駆動可能に構成されている場合には、レチクルRのXY誤差及びθz誤差の両方をエレベータユニット26の駆動により補正することとしても良い。
Note that both the XY error and θz error of the reticle R may be performed by moving the reticle stage RST, and the vertical movement /
なお、上記実施形態では、アーム48c1〜48c3をその上端部近傍にて回動する場合について説明したが、図11(A)に示されるようなアーム48c’、図11(B)に示されるようなアーム48c”を採用することも可能である。
In the above embodiment, the case where the
すなわち、これらのアーム48c’、48c”のように、アームの中間部に関節部99を有し、該関節部99を中心に回動可能な構成とすることができる。この場合、関節部99にアーム開閉機構を直接的に設けても良いし、エレベータユニット59内に上下動・回転駆動機構51とともにアーム開閉機構を設け、該アーム開閉機構とアームの一部とを繋ぐワイヤーを介してアームを開閉駆動することとしても良い。なお、図11(A),図11(B)に限らず、アームの回動中心は、アームの支持部よりも上側であればいずれの位置であっても良い。
That is, like these
また、上記実施形態では、円板状のレチクルRを用い、エレベータユニット26が該円板状のレチクルRをレチクルステージRST上に搬入する場合について説明したが、これに限らず、上記実施形態のエレベータユニット26は、平面視長方形状その他の形状を有するレチクルについても好適に適用することが可能である。また、レチクルに限らずウエハ側についても好適に適用することが可能である。
In the above-described embodiment, the case where the disk-shaped reticle R is used and the
また、上記実施形態では支持部材としてのアームが3本ある場合について説明したが、これは円板状の搬送対象物を安定性良く支持しかつその構成を最も簡単にする観点からアームを3本設けたものである。しかし、これに限らず、支持部材は2本、あるいは4本以上設けても構わない。支持部材を2本とする場合には、各支持部材の搬送対象物との接触部を搬送対象物の外縁に沿うある程度の範囲を安定性良く支持できる形状とすれば良い。 In the above embodiment, the case where there are three arms as support members has been described. However, this is because three arms are supported from the viewpoint of stably supporting a disk-shaped object to be conveyed and simplifying the configuration. It is provided. However, the present invention is not limited to this, and two or four or more support members may be provided. When the number of support members is two, the contact portion of each support member with the object to be transported may have a shape that can stably support a certain range along the outer edge of the object to be transported.
また、上記実施形態では、レチクルステージRSTに対するレチクルRの搬入の際には、支持部材としての3本のアーム48cを上下方向に駆動するものとしたが、ステージが上下動可能であればステージの方を上下動させても良く、あるいは支持部材とステージとを上下方向に相対駆動しても良い。
In the above embodiment, when the reticle R is carried into the reticle stage RST, the three
なお、上記実施形態では、本発明がEBPS方式を採用する電子ビーム露光装置に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るものではなく、例えば、光源として超高圧水銀ランプ、あるいはKrFエキシマレーザ装置(発振波長248nm)を備えた遠紫外(DUV)露光装置や、ArFエキシマレーザ装置(発振波長193nm)、F2レーザ装置(発振波長157nm)を光源とする真空紫外(VUV)露光装置、あるいは軟X線領域の極端紫外光(EUV光)を発する光源を備えたEUV露光装置などの露光装置にも本発明は好適に適用できる。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an electron beam exposure apparatus that adopts the EBPS method has been described. However, the scope of the present invention is not limited to this, and for example, an ultrahigh voltage as a light source is used. Deep ultraviolet (DUV) exposure device equipped with a mercury lamp or KrF excimer laser device (oscillation wavelength 248 nm), vacuum ultraviolet light source using ArF excimer laser device (oscillation wavelength 193 nm), F 2 laser device (oscillation wavelength 157 nm) as a light source The present invention can also be suitably applied to an exposure apparatus such as a (VUV) exposure apparatus or an EUV exposure apparatus having a light source that emits extreme ultraviolet light (EUV light) in the soft X-ray region.
かかる光露光装置は、マスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを露光する走査型の露光装置(例えば米国特許第5,473,410号)や、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを基板に転写するとともに、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置のいずれでも良い。 Such an optical exposure apparatus is a scanning type exposure apparatus (for example, US Pat. No. 5,473,410) that exposes a mask pattern by moving the mask and the substrate synchronously, or the mask and the substrate in a stationary state. Any of a step-and-repeat type exposure apparatus that transfers the pattern to the substrate and sequentially moves the substrate stepwise may be used.
また、かかる露光装置を構成する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。また、投影光学系としては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、F2レーザ光やEUV光を用いる場合は反射屈折系または反射系の光学系にし、レチクルも反射型タイプのものを用いれば良い。かかる反射型タイプのレチクルを用いる場合には、露光位置の近傍でレチクルのロード、アンロードを行うようにしても良い。 Further, the magnification of the projection optical system constituting such an exposure apparatus may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system. As the projection optical system, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material when using far ultraviolet rays such as an excimer laser, and a catadioptric system or the like when using F 2 laser light or EUV light. A reflective optical system may be used, and a reflective type reticle may be used. When such a reflective type reticle is used, the reticle may be loaded and unloaded near the exposure position.
また、ウエハステージやレチクルステージにリニアモータ(米国特許第5,623,853号又は米国特許第5,528,118号の公報参照)を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いても良い。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイブでも良いし、ガイドを設けないガイドレスタイプでも良い。 Further, when a linear motor (see US Pat. No. 5,623,853 or US Pat. No. 5,528,118) is used for a wafer stage or a reticle stage, an air floating type and a Lorentz force using an air bearing are used. Alternatively, either a magnetic levitation type using a reactance force may be used. The stage may be a tie that moves along a guide, or may be a guideless type without a guide.
ウエハステージの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報(米国特許第5,528,118号)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしても良い。レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしても良い。 The reaction force generated by the movement of the wafer stage is mechanically applied to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475 (US Pat. No. 5,528,118). You can escape. The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224.
さらに、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイなど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、薄膜磁気へ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など)、マイクロマシン、及びDNAチップなどの製造、さらにはマスク又はレチクルの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。 Furthermore, the present invention provides not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element but also an exposure apparatus used for manufacturing a display including a liquid crystal display element, a plasma display, etc., which transfers a device pattern onto a glass plate, and thin film magnetism. For the exposure apparatus used for manufacturing the mask, the exposure apparatus for transferring the device pattern onto the ceramic wafer, the imaging device (CCD, etc.), the micromachine, and the DNA chip, and the exposure apparatus used for manufacturing the mask or reticle, etc. Can also be applied.
なお、複数の電子レンズ等から構成される照明系、投影光学系を露光装置本体に組み込み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ウエハ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)をすることにより上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 In addition, the illumination system and projection optical system composed of a plurality of electron lenses and the like are incorporated and adjusted in the exposure apparatus main body, and a reticle stage and wafer stage consisting of a large number of mechanical parts are attached to the exposure apparatus main body to provide wiring and piping The exposure apparatus of the above-described embodiment can be manufactured by connecting and further performing overall adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.). The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
また、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、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、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。 The semiconductor device includes a step of designing a function and 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 a reticle pattern by the exposure apparatus of the above-described embodiment. And a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like.
本発明の搬送方法及び搬送装置は、ステージとの間で搬送対象物の受け渡しを行うのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを物体上に転写するのに適している。 The transfer method and transfer apparatus of the present invention are suitable for delivering a transfer object to and from the stage. The exposure apparatus of the present invention is suitable for transferring a pattern formed on a mask onto an object.
40…凹部、41a〜41c…溝、44…上下動・回転駆動部(駆動機構)、48a…アーム開閉機構(回動機構)、48b…ゴミ受けカバー(ゴミ受け用のカバー)、48c1〜48c3…アーム(支持部材)、54…パッド、68A、68B…レチクルアライメント顕微鏡(マーク検出系)、R…レチクル(搬送対象物、マスク)、RST…レチクルステージ(ステージ、マスクステージ)、W…ウエハ(物体)、WST…ウエハステージ(物体ステージ)。
40 ... concave portion, 41a to 41c ... groove, 44 ... vertical movement / rotation drive unit (drive mechanism), 48a ... arm opening / closing mechanism (rotation mechanism), 48b ... dust receiving cover (cover for dust receiving),
Claims (15)
その一端部近傍に前記搬送対象物を支持する支持部を有し、該支持部よりも他端部側を回転中心として回動自在とされた複数の支持部材の、前記回動動作を含む第1の動作により、前記搬送対象物の一方の面を前記複数の支持部材の支持部にて支持する第1工程と;
前記複数の支持部材に支持された前記搬送対象物を前記ステージ上に搬入する第2工程と;
前記搬送対象物を前記ステージ上に搬入した後、前記回動動作を含む第2の動作により前記搬送対象物の他方の面側へ前記複数の支持部材を退避する第3工程と;を含む搬送方法。 A transfer method for transferring a transfer object to and from a stage,
A plurality of support members having a support portion for supporting the object to be conveyed in the vicinity of the one end portion and rotatable about the other end side of the support portion as a rotation center. A first step of supporting one surface of the transport object by a support portion of the plurality of support members by the operation of 1;
A second step of carrying the transport object supported by the plurality of support members onto the stage;
And a third step of retracting the plurality of support members to the other surface side of the conveyance object by a second operation including the rotation operation after the conveyance object is carried onto the stage. Method.
前記計測された誤差に基づいて、前記搬送対象物の位置を補正する工程と;を更に含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の搬送方法。 A step of measuring an error of the transport object from a predetermined reference state, which is performed after the processing of the first step is completed and before the processing of the second step is completed;
The transport method according to claim 1, further comprising: correcting the position of the transport object based on the measured error.
その一端部近傍に前記搬送対象物を支持する支持部を有し、該支持部よりも他端部側が回転中心とされた複数の支持部材と;
前記回転中心を中心に前記複数の支持部材の支持部が互いに接近及び離間するように、前記支持部材の回動動作を行う回動機構と;
前記複数の支持部材を重力方向に平行な所定軸方向に駆動する駆動機構と;を備える搬送装置。 A transfer device for transferring a transfer object to and from a stage,
A plurality of support members having a support part for supporting the object to be conveyed in the vicinity of one end part thereof, the other end part of which is the rotation center of the support part;
A rotation mechanism that rotates the support member so that the support portions of the plurality of support members approach and separate from each other around the rotation center;
A drive mechanism that drives the plurality of support members in a predetermined axial direction parallel to the direction of gravity.
前記マスクを保持するマスクステージと;
前記物体を保持する物体ステージと;
前記マスクステージ及び前記物体ステージの少なくとも一方の特定ステージに対して、前記マスク及び前記物体の少なくとも一方である搬送対象物を搬送する請求項6〜11のいずれか一項に記載の搬送装置と;を備える露光装置。 An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object,
A mask stage for holding the mask;
An object stage for holding the object;
The transfer apparatus according to any one of claims 6 to 11, wherein a transfer object that is at least one of the mask and the object is transferred to at least one specific stage of the mask stage and the object stage; An exposure apparatus comprising:
The exposure apparatus according to claim 14, wherein a groove into which the plurality of support members can be inserted is formed on a bottom surface in the concave portion of the specific stage so as to correspond to the support members.
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