JP2006066687A - Method of regulating temperature, stage device, exposure device and method of manufacturing device - Google Patents

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宗治 宮本
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of regulating a temperature which can regulate the temperature of a table for placing a photosensitive substrate uniformly and to provide a stage device, an exposure device and a method of manufacturing the device. <P>SOLUTION: The stage device includes a movable first table 43, and a second table 42 movably supported while it is separated from the first table 43 while a substrate W is being held. The stage device 40 includes a radiating unit 80 installed at least in the part of the surface 43a opposed to the second table 42 in the first table 43 and radiating thermal energy to the second table 42. The stage device regulates the second table 42 to a predetermined temperature by using the thermal energy radiated from the radiating unit 80. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板を載置する部材を温調する方法、基板を載置するテーブルを温調可能なステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for adjusting the temperature of a member on which a substrate is mounted, a stage apparatus capable of adjusting the temperature of a table on which the substrate is mounted, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.

半導体素子等を製造するリソグラフィ工程では、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投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)などの逐次移動型の投影露光装置が主流となっている。
このような露光装置においては、半導体メモリの大容量化やCPUプロセッサの高速化・大集積化の進展とともに感光基板上に形成されるパターンの微細化の要求が高まっており、高い露光精度が要求されている。
このため、感光基板を保持するテーブルを、所定の熱源から遮断して、テーブルの熱変形を抑えることにより、露光不良を抑える技術が提案されている。
特開2001−244196号公報 特開平8−293449号公報
In lithography processes for manufacturing semiconductor elements, etc., step-and-repeat reduction projection exposure apparatuses (so-called steppers) and step-and-scan scanning projection exposure apparatuses (so-called scanning steppers) Projection exposure apparatuses are the mainstream.
In such an exposure apparatus, as the capacity of a semiconductor memory increases and the speed and integration of a CPU processor increase, there is an increasing demand for finer patterns formed on a photosensitive substrate, and high exposure accuracy is required. Has been.
For this reason, there has been proposed a technique for suppressing exposure failure by blocking the table holding the photosensitive substrate from a predetermined heat source to suppress thermal deformation of the table.
JP 2001-244196 A JP-A-8-293449

しかしながら、上述した技術では、テーブルを所定の熱源から遮断するに過ぎず、テーブル内に発生した温度むら(温度勾配)を完全に解消することは困難であった。すなわち、テーブルは、他の熱源、例えば空調等の影響により、その内部に温度むらが発生してしまう。この温度むらにより、テーブルが局所的に熱変形して、テーブルの端部に配置された干渉計用反射鏡と、保持した感光基板との位置関係が微少にずれて、干渉計によるウエハの位置計測に誤差を与えてしまうことになる。これにより、露光精度が悪化するという問題がある。
また、テーブルに温調装置等を設けることも可能であるが、テーブルの重量が増して、テーブルの位置決め性能等に悪影響がある。また、温調された流体を流す場合には、液体の流通により振動が発生して、露光に悪影響を与えてしまう。
However, with the above-described technique, the table is merely cut off from a predetermined heat source, and it has been difficult to completely eliminate the temperature unevenness (temperature gradient) generated in the table. That is, the table has uneven temperature due to the influence of other heat sources such as air conditioning. Due to this temperature unevenness, the table is locally thermally deformed, and the positional relationship between the interferometer reflecting mirror arranged at the end of the table and the held photosensitive substrate is slightly shifted, and the wafer position by the interferometer is shifted. An error will be given to measurement. As a result, there is a problem that exposure accuracy deteriorates.
In addition, a temperature control device or the like can be provided on the table, but the weight of the table increases, which adversely affects the positioning performance of the table. In addition, when flowing a temperature-controlled fluid, vibration is generated due to the flow of the liquid, which adversely affects exposure.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、感光基板を載置するテーブルの温度を均一に温調することができる温調方法、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法を提案することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and proposes a temperature adjustment method, a stage apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method capable of uniformly adjusting the temperature of a table on which a photosensitive substrate is placed. The purpose is to do.

本発明に係る温調方法、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第1の発明は、第1部材(43)に対して離間しつつ移動可能に支持される第2部材(42)を所定の温度にする温調方法であって、第1部材から第2部材に熱エネルギーを放射して第2部材を所定の温度に調整するようにした。
この発明によれば、第2部材を間接的に加熱或いは冷却して所定の温度に調整できる。また、第2部材に温調装置を設ける必要がなくなるので、第2部材の軽量化を図ることができる。
In the temperature control method, the stage apparatus, the exposure apparatus, and the device manufacturing method according to the present invention, the following means are employed in order to solve the above problems.
1st invention is the temperature control method which makes the 2nd member (42) supported so that a movement away from the 1st member (43) is predetermined temperature, Comprising: From the 1st member to the 2nd member The second member is adjusted to a predetermined temperature by radiating thermal energy to the second member.
According to the present invention, the second member can be indirectly heated or cooled to be adjusted to a predetermined temperature. Further, since it is not necessary to provide a temperature control device on the second member, the weight of the second member can be reduced.

また、熱エネルギーが、第1部材(43)における第2部材(42)に対向する面(43a)の少なくとも一部の設けられた放射部(80)から第2部材(42)に対して放射されるものでは、第2部材に近接した第1部材の対向面から熱エネルギーを放射するので、放射した熱エネルギーを無駄なく第2部材の温度調整に用いることができる。
また、第2部材(42)の温度に基づいて、熱エネルギーを調整するものでは、第2部材を適切に温度調整することができ、第2部材に温度むらが発生することを防止することができる。
Further, heat energy is radiated from the radiation portion (80) provided on at least a part of the surface (43a) of the first member (43) facing the second member (42) to the second member (42). In what is to be done, thermal energy is radiated from the opposing surface of the first member close to the second member, so that the radiated thermal energy can be used for temperature adjustment of the second member without waste.
Moreover, in what adjusts a thermal energy based on the temperature of a 2nd member (42), a 2nd member can be temperature-adjusted appropriately and it can prevent that temperature irregularity generate | occur | produces in a 2nd member. it can.

第2の発明は、移動可能な第1テーブル(43)と、基板(W)を保持しつつ第1テーブルに対して離間しつつ移動可能に支持される第2テーブル(42)とを備えたステージ装置(40)であって、第1テーブルにおける第2テーブルに対向する面(43a)の少なくとも一部に設置されて、第2テーブルに対して熱エネルギーを放射する放射部(80)を備え、放射部から放射される熱エネルギーを用いて第2テーブルを所定の温度に調整するようにした。
この発明によれば、第1テーブルから第2テーブルに向けて熱エネルギーを投射することにより、間接的に第2テーブルを加熱或いは冷却して所定の温度に調整できる。そして、第2テーブルに温調装置を設ける必要がなくなるので、第2テーブルの軽量化を図ることができる。
The second invention includes a movable first table (43) and a second table (42) supported so as to be movable while being separated from the first table while holding the substrate (W). A stage device (40), comprising a radiating portion (80) installed on at least a part of a surface (43a) of the first table facing the second table and radiating heat energy to the second table. The second table is adjusted to a predetermined temperature using thermal energy radiated from the radiating portion.
According to this invention, by projecting heat energy from the first table toward the second table, the second table can be indirectly heated or cooled to be adjusted to a predetermined temperature. And since it becomes unnecessary to provide a temperature control apparatus in a 2nd table, the weight reduction of a 2nd table can be achieved.

また、放射部(80)が、熱エネルギーを有する流体(L)が通る流路(85)を備えるものでは、所定の温度に温調された流体を流路に流すことにより、放射部から液体の熱エネルギーを第2テーブルに向けて放射することができる。
また、第2テーブル(43)と第1テーブル(42)との間に配置されて第2テーブルを第1テーブルに対して移動させるアクチュエータ(330)を更に備え、熱エネルギーを有する流体(L)が、アクチュエータの温度制御にも利用されるものでは、アクチュエータの発熱が流体により抑えられることにより、アクチュエータの発熱が第2テーブルに及ぼす影響を遮断して、より第2テーブルを均一な温度に温調することができる。
また、放射部(80)が、熱電素子を備えるものでは、より第2テーブルの温度調整の制御性を高めることが可能となる。
また、第2テーブル(42)の温度を検出する温度センサ(86)と、温度センサの検出結果に基づいて熱エネルギーの放出を制御する制御装置(50)と、をさらに備えるものでは、第2テーブルの温度を精度よく均一に温調することが可能となる。
また、放射部(80)は、断熱部材(87)を介して第1テーブル(43)に固定されているものでは、放射部から放射される熱エネルギーが第1テーブルを加熱或いは冷却してしまうことを防止することができる。また、放射部から放射する熱エネルギーを無駄なく第2テーブルに向けて放射することが可能となる。
Further, in the case where the radiating portion (80) includes the flow path (85) through which the fluid (L) having thermal energy passes, the liquid radiated from the radiating section is caused to flow through the flow path through the fluid adjusted to a predetermined temperature. Can be radiated toward the second table.
The fluid (L) further includes an actuator (330) disposed between the second table (43) and the first table (42) to move the second table relative to the first table. However, in the case of being used also for temperature control of the actuator, the heat generation of the actuator is suppressed by the fluid, so that the influence of the heat generation of the actuator on the second table is cut off, and the second table is heated to a more uniform temperature. Can be adjusted.
In addition, when the radiating section (80) includes a thermoelectric element, it is possible to further improve the controllability of the temperature adjustment of the second table.
Further, the apparatus further includes a temperature sensor (86) for detecting the temperature of the second table (42) and a control device (50) for controlling the release of thermal energy based on the detection result of the temperature sensor. It becomes possible to control the temperature of the table accurately and uniformly.
Further, in the case where the radiating portion (80) is fixed to the first table (43) via the heat insulating member (87), the thermal energy radiated from the radiating portion heats or cools the first table. This can be prevented. Moreover, it becomes possible to radiate the thermal energy radiated from the radiating portion toward the second table without waste.

第3の発明は、マスク(R)を保持するマスクステージ(20)と、基板(W)を保持する基板ステージ(40)とを有し、マスクに形成されたパターン(PA)を基板に露光する露光装置(EX)において、マスクステージと基板ステージの少なくとも一方に、第2の発明のステージ装置を用いるようにした。
この発明によれば、マスクステージ又は基板ステージにおけるテーブルの温度が均一かつ一定に保たれるので、テーブル上に載置したマスク或いはウエハの位置を正確に計測することが可能となる。これにより、ウエハに微細なパターンを露光することが可能となる。
3rd invention has the mask stage (20) holding a mask (R), and the substrate stage (40) holding a board | substrate (W), and exposes the pattern (PA) formed in the mask to a board | substrate In the exposure apparatus (EX) to be used, the stage apparatus of the second invention is used for at least one of the mask stage and the substrate stage.
According to the present invention, since the temperature of the table on the mask stage or the substrate stage is kept uniform and constant, the position of the mask or wafer placed on the table can be accurately measured. This makes it possible to expose a fine pattern on the wafer.

第4の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第3の発明の露光装置(EX)を用いるようにした。
この発明によれば、効率よく高性能なデバイスを製造することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the device manufacturing method including the lithography step, the exposure apparatus (EX) of the third aspect is used in the lithography step.
According to the present invention, a high-performance device can be efficiently manufactured.

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第2部材、第2テーブルは、熱エネルギーの放射を受けて加熱或いは冷却されるので、温調装置を備える必要がなくなり、第2部材、第2テーブルの軽量化を図ることができる。そして、第2部材、第2テーブルを温度むらがなく所定の温度に調整することができる。
したがって、このようなステージ装置では、適切な位置決め制御が可能となり、ウエハやマスクの位置決めを精度よく行うことができる。これにより、基板に形成する線幅を均一にすることができ、線幅不良の発生を低下させることができる。特に微細なパターンを形成する場合には、有効であり、歩留まりを向上させることができる。そして、微細なパターンを備えるデバイスを効率よく製造することができるので、半導体メモリの大容量化やCPUプロセッサの高速化・高集積化を達成することができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
Since the second member and the second table are heated or cooled by receiving heat energy, it is not necessary to provide a temperature control device, and the weight of the second member and the second table can be reduced. And the 2nd member and the 2nd table can be adjusted to predetermined temperature without temperature irregularity.
Therefore, in such a stage apparatus, appropriate positioning control is possible, and the wafer and mask can be positioned with high accuracy. Thereby, the line width formed on the substrate can be made uniform, and the occurrence of line width defects can be reduced. In particular, when a fine pattern is formed, it is effective and the yield can be improved. Since a device having a fine pattern can be efficiently manufactured, it is possible to increase the capacity of the semiconductor memory and increase the speed and integration of the CPU processor.

以下、本発明の温調方法、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図1は、本発明の露光装置EXの一実施形態を示す概略構成図である。
露光装置EXは、レチクル(マスク)Rとウエハ(基板)Wとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルRに形成されたパターンPAを投影光学系30を介してウエハW上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。
そして、露光装置EXは、露光光ELによりレチクルRを照明する照明光学系10、レチクルRを保持するレチクルステージ20、レチクルRから射出される露光光ELをウエハW上に投射する投影光学系30、ウエハWを保持するウエハステージ40、露光装置EXを統括的に制御する制御装置50等を備える。
そして、これらの各装置は、本体フレーム100或いは基礎フレーム200上に防振ユニット60,70等を介して支持される。
なお、以下の説明において、投影光学系30の光軸AXと一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でレチクルRとウエハWとの同期移動方向(走査方向)をY軸方向、Z軸方向及びY軸方向に垂直な方向(非走査方向)をX軸方向とする。更に、X軸、Y軸、及びZ軸まわり方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
Hereinafter, embodiments of a temperature control method, a stage apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the exposure apparatus EX of the present invention.
The exposure apparatus EX moves a reticle (mask) R and a wafer (substrate) W synchronously in a one-dimensional direction, and applies a pattern PA formed on the reticle R to each shot area on the wafer W via the projection optical system 30. This is a step-and-scan type scanning exposure apparatus, that is, a so-called scanning stepper.
The exposure apparatus EX includes an illumination optical system 10 that illuminates the reticle R with the exposure light EL, a reticle stage 20 that holds the reticle R, and a projection optical system 30 that projects the exposure light EL emitted from the reticle R onto the wafer W. , A wafer stage 40 for holding the wafer W, a control device 50 for comprehensively controlling the exposure apparatus EX, and the like.
Each of these devices is supported on the main body frame 100 or the base frame 200 via the vibration isolation units 60, 70 and the like.
In the following description, the direction that coincides with the optical axis AX of the projection optical system 30 is the Z-axis direction, and the synchronous movement direction (scanning direction) between the reticle R and the wafer W in the plane perpendicular to the Z-axis direction is the Y-axis. The direction perpendicular to the direction, the Z-axis direction, and the Y-axis direction (non-scanning direction) is taken as the X-axis direction. Further, the directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

照明光学系10は、レチクルステージ20に支持されているレチクルRを露光光ELで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ELを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ELによるレチクルR上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等(いずれ不図示)を有している。
照明光学系10から射出される露光光ELとしては、水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)、F2レーザ光(波長157nm)等の紫外光が用いられる。
そして、光源5から射出されたレーザビームは、照明光学系10に入射され、レーザビームの断面形状がスリット状又は矩形状(多角形)に整形されるとともに照度分布がほぼ均一な照明光(露光光)ELとなってレチクルR上に照射される。
そして、この照明光学系10は、本体フレーム100を構成する第2支持盤120の上面に固定された照明系支持部材12によって支持される。
The illumination optical system 10 illuminates the reticle R supported by the reticle stage 20 with the exposure light EL, and the exposure light source and the optical integrator and the optical integrator for uniformizing the illuminance of the light beam emitted from the exposure light source. A condenser lens for condensing the exposure light EL from the light source, a relay lens system, a variable field stop for setting the illumination area on the reticle R by the exposure light EL in a slit shape, etc. (not shown).
The exposure light EL emitted from the illumination optical system 10 includes ultraviolet emission lines (g-line, h-line, i-line), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength) emitted from a mercury lamp. 193 nm), F2 laser light (wavelength 157 nm), or other ultraviolet light.
The laser beam emitted from the light source 5 is incident on the illumination optical system 10, and the cross-sectional shape of the laser beam is shaped into a slit shape or a rectangular shape (polygon), and the illumination light (exposure) has a substantially uniform illuminance distribution. Light) EL is irradiated onto the reticle R.
The illumination optical system 10 is supported by an illumination system support member 12 fixed to the upper surface of the second support plate 120 that constitutes the main body frame 100.

レチクルステージ(マスクステージ)20は、レチクルRを支持しつつ、投影光学系30の光軸AXに垂直な平面内、すなわちXY平面内の2次元移動及びθZ方向の微小回転を行うものであって、レチクルRを保持するレチクル微動ステージと、レチクル微動ステージと一体に走査方向であるY軸方向に所定ストロークで移動するレチクル粗動ステージと、これらを移動させるリニアモータ等(いずれも不図示)を備える。そして、レチクル微動ステージには、矩形開口が形成されており、開口周辺部に設けられたレチクル吸着機構によりレチクルが真空吸着等により保持される。
レチクルステージ20上には移動鏡21が設けられ。また、移動鏡21に対向する位置にはレーザ干渉計22が設けられる。そして、レチクルステージ20上のレチクルRの2次元方向の位置及び回転角は、レーザ干渉計22によりリアルタイムで計測され、その計測結果は制御装置50に出力される。そして、制御装置50がレーザ干渉計22の計測結果に基づいてリニアモータ等を駆動することで、レチクルステージ20に支持されているレチクルRの位置決め等が行われる。
このレチクルステージ20は、本体フレーム100を構成する第2支持盤120の上面に不図示の非接触ベアリング(例えば気体静圧軸受)を介して浮上支持される。
The reticle stage (mask stage) 20 supports the reticle R and performs two-dimensional movement in the plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system 30, that is, the XY plane, and minute rotation in the θZ direction. A reticle fine movement stage that holds the reticle R, a reticle coarse movement stage that moves together with the reticle fine movement stage with a predetermined stroke in the Y-axis direction, which is the scanning direction, and a linear motor that moves these (not shown). Prepare. The reticle fine movement stage is formed with a rectangular opening, and the reticle is held by vacuum suction or the like by a reticle suction mechanism provided around the opening.
A movable mirror 21 is provided on the reticle stage 20. A laser interferometer 22 is provided at a position facing the moving mirror 21. Then, the position and rotation angle of the reticle R on the reticle stage 20 in the two-dimensional direction are measured in real time by the laser interferometer 22, and the measurement result is output to the control device 50. Then, the control device 50 drives a linear motor or the like based on the measurement result of the laser interferometer 22, thereby positioning the reticle R supported by the reticle stage 20.
The reticle stage 20 is levitated and supported on the upper surface of the second support plate 120 constituting the main body frame 100 via a non-contact bearing (not shown) (for example, a hydrostatic bearing).

投影光学系30は、フッ素ドープ石英、蛍石、フッ化リチウム等のフッ化物結晶からなるレンズや反射鏡などの複数の投影レンズ系を投影系ハウジング(鏡筒31)で密閉したものであり、レチクルステージ20の直下に設けられる。投影レンズ系は、レチクルRを介して射出される露光光ELを所定の投影倍率β(βは例えば1/4)で縮小して、レチクルRのパターンの像をウエハW上の特定領域(ショット領域)に結像させる。なお、投影光学系30の投影レンズ系の各要素は、それぞれ保持部材(不図示)を介して投影系ハウジングに支持され、各保持部材は各要素の周縁部を保持するように例えば円環状に形成されている。
なお、露光光ELとして、Fレーザ等の真空紫外線を用いるため、透過率の良好な光学硝材(光学素子)として、蛍石(CaFの結晶)、フッ素や水素等をドープした石英ガラス、及びフッ化マグネシウム(MgF)等が用いられる。この場合、投影光学系PLにおいて、屈折光学部材のみで構成して所望の結像特性(色収差特性等)を得るのは困難であることから、屈折光学部材と反射鏡とを組み合わせた反射屈折系を採用してもよい。
そして、鏡筒31の外壁にはフランジ33が設けられ、フランジを有する円筒形のセンサ支持架台35に挿入される。更に、鏡筒31及びセンサ支持架台35は、本体フレーム100を構成する第1支持盤110に設けられた穴部113に挿入、支持される。そして、第1支持盤110は、防振ユニット60を介して、基礎フレーム200上にほぼ水平に支持される。
なお、センサ支持架台は、オートフォーカスセンサ等のセンサ類を支持する部材である。また、第1支持盤110とセンサ支持架台35との間には、不図示のキネマティックマウントが設けられ、投影光学系30のあおり角を調整することが可能である。
The projection optical system 30 is a system in which a plurality of projection lens systems such as a lens and a reflecting mirror made of fluoride crystals such as fluorine-doped quartz, fluorite, and lithium fluoride are sealed with a projection system housing (lens barrel 31). It is provided directly below the reticle stage 20. The projection lens system reduces the exposure light EL emitted through the reticle R by a predetermined projection magnification β (β is, for example, ¼), and converts the pattern image of the reticle R into a specific area (shot) on the wafer W. (Image). Each element of the projection lens system of the projection optical system 30 is supported by the projection system housing via a holding member (not shown), and each holding member is, for example, in an annular shape so as to hold the peripheral edge of each element. Is formed.
In addition, since vacuum ultraviolet rays such as an F 2 laser are used as the exposure light EL, fluorite (CaF 2 crystal), quartz glass doped with fluorine, hydrogen, or the like as an optical glass material (optical element) with good transmittance, And magnesium fluoride (MgF 2 ) and the like are used. In this case, in the projection optical system PL, it is difficult to obtain a desired imaging characteristic (chromatic aberration characteristic, etc.) by using only a refractive optical member. Therefore, the catadioptric system in which the refractive optical member and the reflecting mirror are combined. May be adopted.
A flange 33 is provided on the outer wall of the lens barrel 31, and is inserted into a cylindrical sensor support frame 35 having a flange. Further, the lens barrel 31 and the sensor support frame 35 are inserted and supported in a hole 113 provided in the first support plate 110 constituting the main body frame 100. The first support board 110 is supported substantially horizontally on the base frame 200 via the vibration isolation unit 60.
The sensor support base is a member that supports sensors such as an autofocus sensor. Further, a kinematic mount (not shown) is provided between the first support board 110 and the sensor support frame 35, and the tilt angle of the projection optical system 30 can be adjusted.

ウエハステージ(基板ステージ、ステージ装置)40は、ウエハWを支持しつつ、XY平面内の2次元移動及びθZ方向の微小回転を行うものであって、ウエハWを保持するウエハホルダ41、ウエハWのレベリング及びフォーカシングを行うためにウエハホルダ41をZ軸方向、θX方向、及びθY方向の3自由度方向に微小移動可能なZテーブル42、Zテーブル42をY軸方向に連続移動するとともにX軸方向にステップ移動するXYテーブル43、XYテーブル43をXY平面内で移動可能に支持するウエハ定盤44、Zテーブル42及びXYテーブル43とを一体として平行移動させるリニアモータ等からなる駆動部(不図示)等を備える。
また、Zテーブル(第2部材、第2テーブル)42上には移動鏡47が設けられ、これに対向する位置にはレーザ干渉計48が設けられる。ウエハステージ40上のウエハWの2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計48によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置50に出力される。そして、制御装置50がレーザ干渉計48の計測結果に基づいてリニアモータ等を駆動することでウエハステージ40に支持されているウエハWの位置決めを行う。
XYテーブル(第1部材、第1テーブル)43の底面には、非接触ベアリングである複数のエアベアリング(エアパッド)45が固定されており、これらのエアパッド45によってXYテーブル43がウエハ定盤44上に、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持される。
また、ウエハ定盤44は、基礎フレーム200の支持盤210上に、防振ユニット70を介してほぼ水平に支持されている。
A wafer stage (substrate stage, stage device) 40 performs two-dimensional movement in the XY plane and minute rotation in the θZ direction while supporting the wafer W. The wafer stage 41 holds the wafer W, and the wafer W In order to perform leveling and focusing, the wafer holder 41 can be slightly moved in three degrees of freedom in the Z-axis direction, θX direction, and θY direction, and the Z table 42 and the Z table 42 are continuously moved in the Y-axis direction and in the X-axis direction. An XY table 43 that moves stepwise, a wafer surface plate 44 that supports the XY table 43 so as to be movable in the XY plane, a drive unit (not shown), such as a linear motor that translates the Z table 42 and the XY table 43 together. Etc.
A movable mirror 47 is provided on the Z table (second member, second table) 42, and a laser interferometer 48 is provided at a position facing the movable mirror 47. The two-dimensional position and rotation angle of the wafer W on the wafer stage 40 are measured in real time by the laser interferometer 48, and the measurement result is output to the control device 50. Then, the controller 50 positions the wafer W supported on the wafer stage 40 by driving a linear motor or the like based on the measurement result of the laser interferometer 48.
A plurality of air bearings (air pads) 45 which are non-contact bearings are fixed to the bottom surface of the XY table (first member, first table) 43, and the XY table 43 is mounted on the wafer surface plate 44 by these air pads 45. For example, it is supported by levitation through a clearance of about several microns.
Further, the wafer surface plate 44 is supported substantially horizontally on the support plate 210 of the basic frame 200 via the vibration isolation unit 70.

制御装置50は、露光装置EXを統括的に制御するものであり、各種演算及び制御を行う演算部の他、各種情報を記録する記憶部や入出力部等を備える。
そして、例えば、レーザ干渉計22,48の検出結果に基づいてレチクルR及びウエハWの位置を制御して、レチクルRに形成されたパターンPAの像をウエハW上のショット領域に転写する露光動作を繰り返し行う。
The control device 50 controls the exposure apparatus EX in an integrated manner, and includes a calculation unit that performs various calculations and controls, a storage unit that records various types of information, an input / output unit, and the like.
Then, for example, an exposure operation for controlling the positions of the reticle R and the wafer W based on the detection results of the laser interferometers 22 and 48 and transferring an image of the pattern PA formed on the reticle R to a shot area on the wafer W. Repeat.

本体フレーム100は、投影光学系30を支持する第1支持盤110と、投影光学系30の上方に配置されるレチクルステージ20等を支持する第2支持盤120と、第1支持盤110と第2支持盤120との間に立設する複数の支柱130とから構成される。第1支持盤110は、上述したように、円筒状の投影光学系30の外径よりもやや大きく形成された穴部113が形成される。なお、第1支持盤110或いは第2支持盤120と複数の支柱130とは、締結手段等で連結される構造としてもよいし、これらを一体に形成した構造としてもよい。
そして、上述したように、本体フレーム100は、防振ユニット60を介して基礎フレーム200上に支持される。
The main body frame 100 includes a first support plate 110 that supports the projection optical system 30, a second support plate 120 that supports the reticle stage 20 disposed above the projection optical system 30, the first support plate 110, and the first support plate 110. 2 It is comprised from several support | pillar 130 standingly arranged between the support boards 120. FIG. As described above, the first support plate 110 is formed with the hole 113 formed to be slightly larger than the outer diameter of the cylindrical projection optical system 30. In addition, the 1st support board 110 or the 2nd support board 120, and the some support | pillar 130 are good also as a structure connected with a fastening means etc., and good also as a structure which formed these integrally.
As described above, the main body frame 100 is supported on the base frame 200 via the vibration isolation unit 60.

基礎フレーム200は、その上面に防振ユニット70を介してウエハステージ40を支持する支持盤210と、支持盤210上に立設するとともに防振ユニット60を介して本体フレーム100を支持する複数の支柱220とから構成される。支持盤210と支柱220とは、締結手段等で連結される構造であっても、一体に形成される構造であってもよい。
そして、基礎フレーム200は、クリーンルーム等の床面F上に足部215を介して略水平に設置される。
The base frame 200 has a support plate 210 that supports the wafer stage 40 via the vibration isolation unit 70 on its upper surface, and a plurality of frames that stand on the support plate 210 and support the main body frame 100 via the vibration isolation unit 60. It is comprised from the support | pillar 220. FIG. The support board 210 and the support column 220 may be structured to be coupled by fastening means or the like, or may be a structure formed integrally.
And the foundation frame 200 is installed substantially horizontally via the foot | leg part 215 on floor surfaces F, such as a clean room.

図2は、ウエハステージ40の拡大図であり、図3は、放射部80の平面図である。
上述したように、ウエハステージ40は、上面にウエハホルダ41が配置されたZテーブル42と、Zテーブル42と一体となってXY方向に移動するXYテーブル43を有する。Zテーブル42とXYテーブル43の間には3つの支持装置300が配置され、これによりZテーブル42がXYテーブル43の上に三点支持される。
FIG. 2 is an enlarged view of the wafer stage 40, and FIG. 3 is a plan view of the radiation unit 80.
As described above, the wafer stage 40 includes the Z table 42 having the wafer holder 41 disposed on the upper surface and the XY table 43 that moves integrally with the Z table 42 in the XY direction. Three support devices 300 are arranged between the Z table 42 and the XY table 43, and thereby the Z table 42 is supported on the XY table 43 at three points.

支持装置300は、弾性部材等で構成された自重支持部310と駆動部330とから構成される。そして、自重支持部310によってZテーブル42をその自重を補償しつつ支持すると共に、駆動部330によりZテーブル42をZ軸方向、θX方向、及びθY方向の3自由度方向に微小駆動する。これにより、Zテーブル42上のウエハホルダ41に吸着保持したウエハWのレベリング及びフォーカシングを行う。このように、自重支持部310によってZテーブル42の重量をキャンセルしているので、駆動部330がZテーブル42の重量を支持する必要がなくなって、エネルギー消費を大幅に減少させることができる。
自重支持部310の構成としては、例えば、バネ部材や反発力と磁石との吸引力とを組み合わせてZテーブル42の自重を補償する構成のものや、空気バネ内の圧縮ガス(空気)を利用して自重を補償するような構成を用いることができる。
なお、駆動部(アクチュエータ)330は、自重支持部310の上端に配置されたコイル331と、コイル331に対応してZテーブル42の下面42bに配置された円環状の永久磁石332とから構成されるボイスコイルモータである。
The support device 300 includes a self-weight support unit 310 and a drive unit 330 that are formed of an elastic member or the like. The Z table 42 is supported by its own weight support part 310 while compensating its own weight, and the Z table 42 is minutely driven by the drive part 330 in the three degrees of freedom in the Z axis direction, θX direction, and θY direction. Thereby, leveling and focusing of the wafer W sucked and held by the wafer holder 41 on the Z table 42 is performed. As described above, since the weight of the Z table 42 is canceled by the self-weight support part 310, it is not necessary for the driving part 330 to support the weight of the Z table 42, and the energy consumption can be greatly reduced.
As the configuration of the self-weight support portion 310, for example, a configuration that compensates the self-weight of the Z table 42 by combining a spring member, a repulsive force, and a suction force of a magnet, or a compressed gas (air) in an air spring is used. Thus, a configuration that compensates for its own weight can be used.
The drive unit (actuator) 330 includes a coil 331 disposed at the upper end of the self-weight support unit 310 and an annular permanent magnet 332 disposed on the lower surface 42b of the Z table 42 corresponding to the coil 331. Voice coil motor.

また、XYテーブル43の上面43a、すなわち、Zテーブル42と対向する面上には、Zテーブル42に対して熱エネルギーを投射する放射部80が配置される。
放射部80は、略V字に形成された板部材であって、その内部に所定の温度に調整された液体Lを流す流路が形成されている。そして、その上面80aは、内部を流れる液体Lの熱エネルギーを外部に放射する放熱板として機能する。
すなわち、流路85には、所定の温度に調整された液体Lが流され、これにより、放射部80は、液体Lの温度と同一温度に加熱或いは冷却される。そして、上面80aから、その表面温度に従った熱エネルギーが外部に放射される。
なお、放射部80は、断熱部材87を介してXYテーブル43上に固定されており、また、断熱部材87が放射部80の側面をも取り囲むように配置されるので、放射部80から放射される熱エネルギーは、上面80aから略Z方向にのみ放射される。
放射部80の上部には、Zテーブル42が近接して配置される。例えば、放射部80とZテーブル42の下面との距離は、10mm程度に設定できる。したがって、放射部80から外部に向けて放射された熱エネルギーの殆どは、放射部80とZテーブル42との間の気体を介して、Zテーブル42の下面を加熱或いは冷却する。
なお、放射部80の平面形状は、できるだけ大面積とすることが、Zテーブル42を短時間に加熱或いは冷却可能となるので好ましい。本実施形態において、放射部80の平面形状を略V字型としているのは、上述した支持装置300等を避けて配置した。
In addition, on the upper surface 43 a of the XY table 43, that is, on the surface facing the Z table 42, a radiation unit 80 that projects heat energy to the Z table 42 is disposed.
The radiating portion 80 is a substantially V-shaped plate member, and a flow path for flowing the liquid L adjusted to a predetermined temperature is formed therein. The upper surface 80a functions as a heat radiating plate that radiates the heat energy of the liquid L flowing inside.
That is, the liquid L adjusted to a predetermined temperature is caused to flow through the flow path 85, whereby the radiating unit 80 is heated or cooled to the same temperature as the temperature of the liquid L. And the heat energy according to the surface temperature is radiated | emitted from the upper surface 80a outside.
The radiating unit 80 is fixed on the XY table 43 via the heat insulating member 87, and the heat insulating member 87 is disposed so as to surround the side surface of the radiating unit 80. The thermal energy is radiated from the upper surface 80a only in the substantially Z direction.
A Z table 42 is disposed close to the upper portion of the radiating unit 80. For example, the distance between the radiating unit 80 and the lower surface of the Z table 42 can be set to about 10 mm. Therefore, most of the thermal energy radiated outward from the radiating unit 80 heats or cools the lower surface of the Z table 42 via the gas between the radiating unit 80 and the Z table 42.
The planar shape of the radiating portion 80 is preferably as large as possible because the Z table 42 can be heated or cooled in a short time. In the present embodiment, the plane shape of the radiating portion 80 is substantially V-shaped so that the support device 300 described above is avoided.

放射部80の流路85には、所定の温度に調整された流体Lを供給・回収する液体温調装置88が連結される。液体温調装置88は、制御装置50により制御され、液体供給量、流速、液体温度を調整可能である。
また、Zテーブル42上には、Zテーブル42の温度を計測する温度センサ86が配置され、この温度センサ86の検出結果が制御装置50に送られる。制御装置50は、温度センサ86の検出結果に基づいて液体温調装置88を駆動して、液体供給量、流速、液体温度を制御する。なお、温度センサ86は、複数であることが好ましい。Zテーブル42の全体の温度分布を測定し、均一な温度分布を実現するためである。
複数の温度センサの検出結果に基づいてZテーブル42の平均温度を求め、この平均温度が所定の温度となるように液体温調装置88によって液体Lの供給量、液体温度等を設定する。液体Lの温度は、必ずしもZテーブル42の目標温度(所定の温度)と一致させる必要はない。両者の温度の間に所定の関係があれば、その関係に基づいて液体温調装置88を制御して液体Lの供給量、液体温度等を設定し、これによって放射部80から放射される熱エネルギーによってZテーブル42が所定の温度となるように調整すればよい。
温度センサ86の設置位置は、特に限定されるものではなく、例えば、Zテーブル42の内部に埋め込んでもよい。
A liquid temperature control device 88 that supplies and recovers the fluid L adjusted to a predetermined temperature is connected to the flow path 85 of the radiating unit 80. The liquid temperature adjusting device 88 is controlled by the control device 50 and can adjust the liquid supply amount, the flow rate, and the liquid temperature.
A temperature sensor 86 that measures the temperature of the Z table 42 is disposed on the Z table 42, and the detection result of the temperature sensor 86 is sent to the control device 50. The control device 50 drives the liquid temperature adjustment device 88 based on the detection result of the temperature sensor 86 to control the liquid supply amount, the flow velocity, and the liquid temperature. Note that a plurality of temperature sensors 86 are preferable. This is because the entire temperature distribution of the Z table 42 is measured to realize a uniform temperature distribution.
The average temperature of the Z table 42 is obtained based on the detection results of the plurality of temperature sensors, and the supply amount of the liquid L, the liquid temperature, and the like are set by the liquid temperature adjusting device 88 so that the average temperature becomes a predetermined temperature. The temperature of the liquid L is not necessarily matched with the target temperature (predetermined temperature) of the Z table 42. If there is a predetermined relationship between the two temperatures, the liquid temperature adjusting device 88 is controlled based on the relationship to set the supply amount of the liquid L, the liquid temperature, and the like, and thereby the heat radiated from the radiating unit 80. What is necessary is just to adjust so that the Z table 42 may become predetermined | prescribed temperature with energy.
The installation position of the temperature sensor 86 is not particularly limited, and may be embedded in the Z table 42, for example.

また、液体温調装置88から供給される液体Lの一部或いは全部は、支持装置300の駆動部330の周囲に形成された流路(不図示)にも流される。
これにより、駆動部330、特にコイル331が冷却され、コイル331で発生した熱がZテーブル42を加熱しないようにしている。したがって、Zテーブル42は、駆動部330の影響を受けず、更に一定の温度に調整される。
液体Lを支持装置300の駆動部330の冷却にも用いる場合、先に放射部80の流路85に液体Lを流し、流路85から排出された液体Lを駆動部330の周囲に形成された流路に流せばよい。これとは逆に、駆動部330の冷却に使用した液体Lを放射部80の流路85に流すようにしてもよい。
In addition, a part or all of the liquid L supplied from the liquid temperature adjusting device 88 is also caused to flow through a flow path (not shown) formed around the drive unit 330 of the support device 300.
As a result, the drive unit 330, particularly the coil 331 is cooled, so that the heat generated by the coil 331 does not heat the Z table 42. Therefore, the Z table 42 is not affected by the drive unit 330 and is further adjusted to a constant temperature.
When the liquid L is also used for cooling the drive unit 330 of the support device 300, the liquid L is first flowed through the flow channel 85 of the radiating unit 80, and the liquid L discharged from the flow channel 85 is formed around the drive unit 330. It is sufficient to flow through the flow path. On the contrary, the liquid L used for cooling the driving unit 330 may flow through the flow path 85 of the radiating unit 80.

続いて、上述した露光装置EXを用いてレチクルRのパターンPAの像をウエハWに露光する方法について説明する。
まず、レチクルRがレチクルステージ20にロードされるとともに、ウエハWがウエハステージ40にロードされる。
続いて、各種の露光条件が設定された後に、制御装置50の管理の下で、レチクル顕微鏡及びオフアクシス・アライメントセンサ等(ともに不図示)を用いたレチクルアライメント、アライメントセンサのベースライン計測等の所定の準備作業が行われる。その後、アライメントセンサを用いたウエハWのファインアライメント(エンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)等)が終了し、ウエハW上の複数のショット領域の配列座標が求められる。
ウエハWの露光のための準備作業が終了すると、制御装置50は、アライメント結果に基づいてウエハW側のレーザ干渉計48の計測値をモニタしつつ、ウエハWのファーストショット(第1番目のショット領域)の露光のための加速開始位置(走査開始位置)にウエハステージ40を移動させる。
次いで、制御装置50は、レチクルステージ20及びウエハステージ40とのY軸方向の走査を開始させ、レチクルステージ20、ウエハステージ40がそれぞれの目標走査速度に達すると、露光光ELによってレチクルRのパターン領域が照射され、走査露光が開始される。
そして、レチクルRのパターン領域の異なる領域が露光光ELで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハW上のファーストショット領域に対する走査露光が終了する。これにより、レチクルRのパターンPAが投影光学系30介してウエハW上のファーストショット領域のレジスト層に縮小転写される。
このファーストショット領域に対する走査露光が終了すると、制御装置50は、ウエハステージ40をX,Y軸方向にステップ移動させて、セカンドショット領域の露光のための加速開始位置に移動させる。すなわち、ショット間ステッピング動作が行われる。そして、セカンドショット領域に対して上述したような走査露光を行う。
このようにして、ウエハWのショット領域の走査露光と次ショット領域の露光のためのステッピング動作とが繰り返し行われて、ウエハW上の全ての露光対象ショット領域にレチクルRのパターンPAが順次転写される。
そして、このような処理を繰り返し行うことにより、複数のウエハWの露光が行われる。
Next, a method for exposing the wafer PA with an image of the pattern PA of the reticle R using the above-described exposure apparatus EX will be described.
First, the reticle R is loaded on the reticle stage 20 and the wafer W is loaded on the wafer stage 40.
Subsequently, after various exposure conditions are set, under the control of the control device 50, such as reticle alignment using a reticle microscope and an off-axis alignment sensor (both not shown), baseline measurement of the alignment sensor, etc. A predetermined preparatory work is performed. Thereafter, fine alignment (enhanced global alignment (EGA) or the like) of the wafer W using the alignment sensor is completed, and arrangement coordinates of a plurality of shot areas on the wafer W are obtained.
When the preparatory work for the exposure of the wafer W is completed, the control device 50 monitors the measurement value of the laser interferometer 48 on the wafer W side based on the alignment result, and the first shot (first shot) of the wafer W. The wafer stage 40 is moved to an acceleration start position (scanning start position) for exposure in the region.
Next, the control device 50 starts scanning the reticle stage 20 and the wafer stage 40 in the Y-axis direction. When the reticle stage 20 and the wafer stage 40 reach their target scanning speeds, the pattern of the reticle R is exposed by the exposure light EL. The area is irradiated and scanning exposure is started.
Then, different areas of the pattern area of the reticle R are sequentially illuminated with the exposure light EL, and the illumination of the entire pattern area is completed, thereby completing the scanning exposure for the first shot area on the wafer W. Thereby, the pattern PA of the reticle R is reduced and transferred to the resist layer in the first shot region on the wafer W via the projection optical system 30.
When the scanning exposure for the first shot area is completed, the control device 50 moves the wafer stage 40 stepwise in the X and Y axis directions to the acceleration start position for exposure of the second shot area. That is, an inter-shot stepping operation is performed. Then, the above-described scanning exposure is performed on the second shot area.
In this way, the scanning exposure of the shot area of the wafer W and the stepping operation for the exposure of the next shot area are repeated, and the pattern PA of the reticle R is sequentially transferred to all the exposure target shot areas on the wafer W. Is done.
Then, by repeatedly performing such processing, exposure of a plurality of wafers W is performed.

上述した露光処理では、その以前から、制御装置50が温度センサ86の情報に基づいて液体温調装置88に指令し、所定温度の液体Lを放射部80に供給している。そして、露光処理が行われる際には、既にZテーブル42が放射部80からの放射される熱エネルギーによって均一の温度に温調され、温度むらのない状態に維持されている。
このため、Zテーブル42上に設けた移動鏡47に測長レーザ光を投射してその反射光を受光することにより、Zテーブル42、ひいてはZテーブル42上に載置したウエハWのXY方向の位置を計測するが、この計測結果にZテーブル42の温度むらの影響(誤差)が殆ど含まれなくなる。したがって、ウエハWのXY方向の位置が正確に計測され、露光精度を向上させることができる。
また、ウエハステージ40は、支持装置300の駆動部330を駆動して、ウエハWのZ方向の位置と姿勢(傾斜角)を制御し、ウエハWの表面を投影光学系30の像面に合わせ込む処理を行うが、所定温度に調整された液体Lが駆動部330の周囲に流されるので、駆動部330から発せられる熱がZテーブル42を加熱することが防止される。これにより、Zテーブル42の温度むらの発生が防止されて、露光精度を向上させることができる。
In the exposure processing described above, the control device 50 has previously instructed the liquid temperature adjusting device 88 based on information from the temperature sensor 86 to supply the liquid L at a predetermined temperature to the radiating unit 80. When the exposure process is performed, the Z table 42 has already been adjusted to a uniform temperature by the thermal energy radiated from the radiating unit 80, and is maintained in a state without temperature unevenness.
For this reason, by projecting a length measuring laser beam onto the movable mirror 47 provided on the Z table 42 and receiving the reflected light, the Z table 42 and, consequently, the wafer W placed on the Z table 42 in the X and Y directions. Although the position is measured, the measurement result hardly includes the influence (error) of the temperature unevenness of the Z table 42. Therefore, the position of the wafer W in the XY direction is accurately measured, and the exposure accuracy can be improved.
Further, the wafer stage 40 drives the driving unit 330 of the support device 300 to control the position and posture (tilt angle) of the wafer W in the Z direction, and align the surface of the wafer W with the image plane of the projection optical system 30. However, since the liquid L adjusted to a predetermined temperature is caused to flow around the drive unit 330, the heat generated from the drive unit 330 is prevented from heating the Z table 42. Thereby, the occurrence of uneven temperature in the Z table 42 is prevented, and the exposure accuracy can be improved.

以上のように、本発明によれば、Zテーブル42は、XYテーブル43上に設けた放射部80からの熱エネルギーの放射を受けて加熱或いは冷却されるので、Zテーブル42を温度むらがなく所定の温度に調整することができる。
また、制御装置50、液体温調装置88等を介してZテーブル42の平均温度を所定の温度に設定することができるので、投影光学系30のレンズ先端部(Zテーブル42側)の周囲温度やレーザ干渉計22の測定光路の周辺温度とZテーブル42の平均温度とを略等しくすることが可能となる。これにより、XYテーブル43等の移動によって生じる空気渦を原因とする空気ゆらぎを減少させることができ、その空気ゆらぎに起因する干渉計の測定誤差も低減される。そのため、Zテーブル42上に戴置したウエハWのXY方向の位置を正確に測定し、位置決めすることができる。
また、Zテーブル42に温調装置を備える必要がないので、Zテーブル42の軽量化等を図ることができ、しかも、Zテーブル42が液体Lを流すことによって発生する振動の影響も受けない。
そして、ウエハWのXY方向の位置計測が正確となるので、ウエハWに形成する線幅を均一にすることが可能となり、線幅不良の発生を低下させることができる。特に微細なパターンを形成する場合には、有効であり、歩留まりを向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the Z table 42 is heated or cooled by receiving the heat energy from the radiating unit 80 provided on the XY table 43, so that the temperature of the Z table 42 does not vary. It can be adjusted to a predetermined temperature.
Further, since the average temperature of the Z table 42 can be set to a predetermined temperature via the control device 50, the liquid temperature control device 88, etc., the ambient temperature at the lens tip (on the Z table 42 side) of the projection optical system 30 In addition, the ambient temperature of the measurement optical path of the laser interferometer 22 and the average temperature of the Z table 42 can be made substantially equal. Thereby, the air fluctuation caused by the air vortex generated by the movement of the XY table 43 or the like can be reduced, and the measurement error of the interferometer due to the air fluctuation is also reduced. Therefore, the position in the XY direction of the wafer W placed on the Z table 42 can be accurately measured and positioned.
Further, since it is not necessary to provide a temperature control device for the Z table 42, the weight of the Z table 42 can be reduced, and the Z table 42 is not affected by vibrations generated by flowing the liquid L.
Since the position measurement of the wafer W in the XY directions is accurate, the line width formed on the wafer W can be made uniform, and the occurrence of line width defects can be reduced. In particular, when a fine pattern is formed, it is effective and the yield can be improved.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the operation procedure shown in the above-described embodiment, or the shapes and combinations of the constituent members are examples, and the process is within the scope not departing from the gist of the present invention. Various changes can be made based on conditions and design requirements. For example, the present invention includes the following modifications.

例えば、放射部80として、所定の温度に調整された液体Lを流す方式について説明したが、これに代えてペルチェ素子(熱電素子)を用いることもできる。液体Lを流す必要がないので、振動の影響がなく、またメンテナンス性に優れる。   For example, the method of flowing the liquid L adjusted to a predetermined temperature as the radiating unit 80 has been described, but a Peltier element (thermoelectric element) may be used instead. Since there is no need to flow the liquid L, there is no influence of vibration and excellent maintainability.

また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報、特表2000−505958号公報等に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を別々に載置してXY方向に独立に移動可能な2つのステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。   Further, according to the present invention, a substrate to be processed such as a wafer is separately placed as disclosed in JP-A-10-163099, JP-A-10-214783, JP-T 2000-505958, and the like. The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having two stages that can move independently in the XY directions.

また、上述の実施形態においては、投影光学系とウエハとの間が気体(空気や窒素)で満たされている露光装置について説明しているが、液浸式の露光装置に本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, the exposure apparatus in which the space between the projection optical system and the wafer is filled with gas (air or nitrogen) has been described. However, the present invention is applied to an immersion type exposure apparatus. be able to.

また、前述した実施形態ではステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置にも本発明を適用することができる。更に、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はなく、液晶表示素子(LCD)等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。更には、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。ここで、DUV(遠紫外)光やVUV(真空紫外)光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のX線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。   In the above-described embodiment, the step-and-repeat type exposure apparatus has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a step-and-scan type exposure apparatus. Further, the present invention is not limited to an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, but also used for manufacturing a display including a liquid crystal display element (LCD) and the like, and an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate, and a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that is used for manufacturing and transfers a device pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor such as a CCD. Furthermore, in an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a glass substrate or a silicon wafer in order to manufacture a reticle or mask used in an optical exposure apparatus, EUV exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, electron beam exposure apparatus, or the like. The present invention can also be applied. Here, in an exposure apparatus using DUV (far ultraviolet) light, VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, Magnesium fluoride or quartz is used. Further, in a proximity type X-ray exposure apparatus or an electron beam exposure apparatus, a transmission mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate.

レチクルステージ20の移動により発生する反力は、投影光学系30に伝わらないように、特開平8−330224号公報(対応USP5,874,820)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)に逃がしてもよい。
また、ウエハステージ40の移動により発生する反力は、投影光学系30に伝わらないように、特開平8−166475号公報(対応USP5,528,118)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)に逃がしてもよい。
As described in JP-A-8-330224 (corresponding USP 5,874,820), the reaction force generated by the movement of the reticle stage 20 is not transmitted to the projection optical system 30 by using a frame member. You may mechanically escape to the floor (ground).
Further, as described in JP-A-8-166475 (corresponding USP 5,528,118), a frame member is used so that the reaction force generated by the movement of the wafer stage 40 is not transmitted to the projection optical system 30. It may be used to mechanically escape to the floor (ground).

次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図4は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップS10(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS11(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクル)を製作する。一方、ステップS12(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
Next, an embodiment of a manufacturing method of a micro device using the exposure apparatus and the exposure method according to the embodiment of the present invention in the lithography process will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing example of a micro device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micro machine, etc.).
First, in step S10 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S11 (mask manufacturing step), a mask (reticle) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S12 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.

次に、ステップS13(ウエハ処理ステップ)において、ステップS10〜ステップS12で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS14(デバイス組立ステップ)において、ステップS13で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップS14には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS15(検査ステップ)において、ステップS14で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。   Next, in step S13 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in steps S10 to S12, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S14 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step S13. This step S14 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S15 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S14 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.

図5は、半導体デバイスの場合におけるステップS13の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS21(酸化ステップ)おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップS22(CVDステップ)においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップS23(電極形成ステップ)においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS24(イオン打込みステップ)においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップS21〜ステップS24のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a detailed process of step S13 in the case of a semiconductor device.
In step S21 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step S22 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step S23 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step S24 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps S21 to S24 constitutes a pre-processing process at each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS25(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップS26(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置)及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップS27(現像ステップ)においては露光されたウエハを現像し、ステップS28(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS29(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。   At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S25 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step S26 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step S27 (development step), the exposed wafer is developed, and in step S28 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. In step S29 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、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等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ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。ここで、DUV(深紫外)やVUV(真空紫外)光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のX線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、WO99/34255号、WO99/50712号、WO99/66370号、特開平11−194479号、特開2000−12453号、特開2000−29202号等に開示されている。   Moreover, in order to manufacture reticles or masks used not only in micro devices such as semiconductor elements but also in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., from mother reticles to glass substrates, The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a silicon wafer or the like. Here, in an exposure apparatus using DUV (deep ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, Magnesium fluoride or quartz is used. Further, in proximity type X-ray exposure apparatuses and electron beam exposure apparatuses, a transmission type mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate. Such an exposure apparatus is disclosed in WO99 / 34255, WO99 / 50712, WO99 / 66370, JP-A-11-194479, JP-A2000-12453, JP-A-2000-29202, and the like. .

露光装置EXの一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of exposure apparatus EX. ウエハステージ40の拡大図である。3 is an enlarged view of a wafer stage 40. FIG. 放射部80の平面図である。3 is a plan view of a radiating unit 80. FIG. マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows an example of the manufacturing process of a microdevice. 図4におけるステップS13の詳細工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detailed process of step S13 in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

20 レチクルステージ(マスクステージ)
40 ウエハステージ(ステージ装置、基板ステージ)
42 Zテーブル(第2部材、第2テーブル)
43 XYテーブル(第1部材、第1テーブル)
43a 上面(対向する面)
50 制御装置
80 放射部
85 流路
86 温度センサ
87 断熱部材
330 駆動部(アクチュエータ)
L 流体
R レチクル(マスク)
PA パターン
W ウエハ(ウエハ)
EX 露光装置


20 Reticle stage (mask stage)
40 Wafer stage (stage device, substrate stage)
42 Z table (second member, second table)
43 XY table (first member, first table)
43a Top surface (opposite surface)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Control apparatus 80 Radiation part 85 Flow path 86 Temperature sensor 87 Heat insulation member 330 Drive part (actuator)
L fluid R reticle (mask)
PA pattern W Wafer (wafer)
EX exposure equipment


Claims (11)

第1部材に対して離間しつつ移動可能に支持される第2部材を所定の温度にする温調方法であって、
前記第1部材から前記第2部材に熱エネルギーを放射して前記第2部材を所定の温度に調整することを特徴とする温調方法。
A temperature control method for bringing a second member supported to be movable while being separated from the first member to a predetermined temperature,
A temperature control method, comprising: radiating thermal energy from the first member to the second member to adjust the second member to a predetermined temperature.
前記熱エネルギーは、前記第1部材における前記第2部材に対向する面の少なくとも一部の設けられた放射部から前記第2部材に対して放射されることを特徴とする請求項1に記載の温調方法。   The said thermal energy is radiated | emitted with respect to a said 2nd member from the radiation | emission part in which the at least one part of the surface facing the said 2nd member in the said 1st member was provided. Temperature control method. 前記第2部材の温度に基づいて、前記熱エネルギーを調整することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の温調方法。   The temperature control method according to claim 1, wherein the thermal energy is adjusted based on a temperature of the second member. 移動可能な第1テーブルと、基板を保持しつつ前記第1テーブルに対して離間しつつ移動可能に支持される第2テーブルとを備えたステージ装置であって、
前記第1テーブルにおける前記第2テーブルに対向する面の少なくとも一部に設置されて、前記第2テーブルに対して熱エネルギーを放射する放射部を備え、
前記放射部から放射される熱エネルギーを用いて前記第2テーブルを所定の温度に調整することを特徴とするステージ装置。
A stage device comprising: a movable first table; and a second table supported so as to be movable while being separated from the first table while holding a substrate,
A radiating portion that is installed on at least a part of a surface of the first table facing the second table and radiates heat energy to the second table;
A stage apparatus, wherein the second table is adjusted to a predetermined temperature using thermal energy radiated from the radiating portion.
前記放射部は、熱エネルギーを有する流体が通る流路を備えることを特徴とする請求項4に記載のステージ装置。   The stage device according to claim 4, wherein the radiation unit includes a flow path through which a fluid having thermal energy passes. 前記第2テーブルと前記第1テーブルとの間に配置されて前記第2テーブルを前記第1テーブルに対して移動させるアクチュエータを更に備え、前記熱エネルギーを有する流体は、前記アクチュエータの温度制御にも利用されることを特徴とする請求項5に記載のステージ装置。   An actuator disposed between the second table and the first table to move the second table relative to the first table; and the fluid having the thermal energy is also used for temperature control of the actuator. The stage apparatus according to claim 5, wherein the stage apparatus is used. 前記放射部は、熱電素子を備えることを特徴とする請求項4に記載のステージ装置。   The stage device according to claim 4, wherein the radiation unit includes a thermoelectric element. 前記第2テーブルの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出結果に基づいて前記熱エネルギーの放出を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項4から請求項7のうちいずれか一項に記載のステージ装置。   The temperature sensor which detects the temperature of the said 2nd table, The control apparatus which controls discharge | release of the said thermal energy based on the detection result of the said temperature sensor is further provided, The Claims 4-7 characterized by the above-mentioned. The stage apparatus as described in any one of them. 前記放射部は、断熱部材を介して前記第1テーブルに固定されていることを特徴とする請求項4から請求項8のうちいずれか一項に記載のステージ装置。   The stage device according to any one of claims 4 to 8, wherein the radiation unit is fixed to the first table via a heat insulating member. マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記マスクステージと前記基板ステージの少なくとも一方に、請求項4から請求項9のうちいずれか1項に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus having a mask stage for holding a mask and a substrate stage for holding a substrate, and exposing the pattern formed on the mask to the substrate,
An exposure apparatus using the stage apparatus according to any one of claims 4 to 9 for at least one of the mask stage and the substrate stage.
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項10に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。


A device manufacturing method including a lithography process, wherein the exposure apparatus according to claim 10 is used in the lithography process.


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