JP2006120964A - Aligner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置に係り、更に詳しくは、半導体素子(集積回路)、液晶表示素子などの電子デバイスを製造する際にリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to an exposure apparatus used in a lithography process when manufacturing an electronic device such as a semiconductor element (integrated circuit) or a liquid crystal display element.
半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク(又はレチクル)のパターンの像を投影光学系を介して、レジスト(感光剤)が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の物体(以下、「ウエハ」と呼ぶ)上の複数のショット領域の各々に転写するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)や、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが、主として用いられている。 In a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element (such as an integrated circuit) or a liquid crystal display element, a mask (or reticle) pattern image is applied to a wafer coated with a resist (photosensitive agent) via a projection optical system, or Step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) that transfers to each of a plurality of shot areas on an object such as a glass plate (hereinafter referred to as “wafer”), or step-and-scan projection. An exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is mainly used.
この種の投影露光装置では、集積回路の高集積化によるパターンの微細化に伴って、より高い解像力(解像度)が年々要求されるようになり、かかる解像力の向上の要求に応えるべく、露光光の短波長化及び投影光学系の開口数(NA)の増大化(大NA化)が次第に進み、その結果、投影光学系の焦点深度が次第に狭くなってきた。 In this type of projection exposure apparatus, with the miniaturization of patterns due to the high integration of integrated circuits, higher resolution (resolution) is required year by year. In order to meet the demand for improvement in resolution, exposure light is used. And the numerical aperture (NA) of the projection optical system (NA) gradually increased, and as a result, the depth of focus of the projection optical system gradually decreased.
そこで、近年の投影露光装置では、露光にあたって、ウエハ上のショット領域毎(ステッパの場合)又は逐次(スキャニング・ステッパの場合)に投影光学系の像面に対するウエハ表面の位置ズレを、例えば斜入射方式の多点焦点位置検出系によって検出し、その検出結果に基づいてウエハが載置されたウエハテーブル(又はウエハステージ)を投影光学系の光軸方向に駆動することで、前記の位置ずれをリアルタイムに補正している。 Therefore, in a recent projection exposure apparatus, a positional deviation of the wafer surface with respect to the image plane of the projection optical system is obliquely incident, for example, for each shot area on the wafer (in the case of a stepper) or sequentially (in the case of a scanning stepper). The position shift is detected by driving the wafer table (or wafer stage) on which the wafer is placed on the optical axis direction of the projection optical system based on the detection result. It is corrected in real time.
ところで、近年の投影露光装置では、ウエハステージを支持するステージ定盤が、投影光学系を保持するメインフレームとは、物理的に分離して投影光学系の下方に設置されるタイプ(以下、便宜上「ステージ定盤別置きタイプ」と呼ぶ)が比較的多く用いられている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。このステージ定盤別置きタイプのスキャニング・ステッパ等の場合、露光中のフォーカス・レベリング制御に際し、ウエハテーブル上のウエハ表面と、投影光学系の像面とが離れていると、そのフォーカス・レベリング制御の際のウエハの面位置の追い込みに時間が掛かり、あるいは追い込み遅れが生じて、スループット又は露光精度の低下を招く。従って、露光の際には、ウエハ表面が、投影光学系PLの像面の近傍に位置していることが望ましい。
By the way, in a recent projection exposure apparatus, the stage surface plate that supports the wafer stage is physically separated from the main frame that holds the projection optical system and is installed below the projection optical system (hereinafter, for convenience). "Stage surface plate separate type") is used relatively often (see, for example,
かかる点に鑑み、現状のスキャニング・ステッパでは、AF面とウエハテーブル上面との面合わせ、すなわちAF面とウエハステージの移動面(走り面)とを平行にするための調整を次のようにして実行している。ここで、AF面とは、センサ間オフセットが調整された多点焦点位置検出系の複数のセンサの出力が全て基準値(例えば零)である場合に規定される仮想的な基準平面を意味する。 In view of this point, in the current scanning stepper, the alignment between the AF surface and the wafer table upper surface, that is, the adjustment for making the AF surface and the moving surface (running surface) of the wafer stage parallel is performed as follows. Running. Here, the AF plane means a virtual reference plane defined when the outputs of a plurality of sensors of the multipoint focal position detection system in which the offset between sensors is adjusted are all reference values (for example, zero). .
まず、多点焦点位置検出系の各センサを、ベストフォーカス位置が原点となるように予めキャリブレーションし、前述のAF面を、投影光学系の像面に一致させる。そして、多点焦点位置検出系を用いて、ウエハテーブル上の基準平面板(この面位置は、ウエハテーブル上のウエハの面位置とほぼ同一面上に位置している)の面位置情報を計測し、この計測結果に基づいてステージ定盤の高さ位置を調整することで、基準平面板の面位置をAF面に一致させる、すなわちAF面とウエハステージの移動面(走り面)とを平行にする調整が実行されている。 First, each sensor of the multipoint focus position detection system is calibrated in advance so that the best focus position is the origin, and the above-mentioned AF surface is made to coincide with the image plane of the projection optical system. Then, using a multipoint focus position detection system, surface position information of a reference plane plate on the wafer table (this surface position is located on the same plane as the wafer surface position on the wafer table) is measured. Then, by adjusting the height position of the stage surface plate based on this measurement result, the surface position of the reference plane plate is made to coincide with the AF surface, that is, the AF surface and the moving surface (running surface) of the wafer stage are parallel. Adjustments to be made have been performed.
しかしながら、上記の調整方法では、露光対象のショット領域のウエハ上の位置の差、すなわちウエハステージのステージ定盤上の位置の差に起因する、ウエハテーブルのウエハステージに対する駆動状態(テーブル駆動用の各アクチュエータの駆動状態)の差によって発生する例えば走り面のショット毎の差を補正することができないため、結果的にプラススキャンが行われるショット領域かマイナススキャンが行われるショット領域かによってスキャン方向に応じたフォーカス制御の差(AFの正逆差)が現れてきてしまうという不都合があった。 However, in the above adjustment method, the driving state of the wafer table with respect to the wafer stage (for table driving) due to the difference in the position of the shot area to be exposed on the wafer, that is, the difference in the position of the wafer stage on the stage surface plate. For example, the difference between the shots of the running surface caused by the difference in the driving state of each actuator cannot be corrected. As a result, depending on whether the shot area is a positive scan or a negative scan, There is a disadvantage that a corresponding difference in focus control (a forward / backward difference in AF) appears.
本発明は上述の事情のもとでなされたもので、第1の観点からすると、マスク(R)に形成されたパターンを投影光学系(PL)を介して物体(W)上に転写する露光装置であって、前記投影光学系の光軸に直交する面内で移動するステージ(28)と;前記物体が載置されるテーブル(WTB)と;前記ステージ上で、前記テーブルを前記投影光学系の光軸方向及び前記光軸に直交する面に対する傾斜方向に駆動可能な駆動機構(21A〜21C)と;前記駆動機構による前記ステージに対する前記テーブルの駆動量を検出するセンサ(23A〜23C)と;前記物体と基準面との所定の位置関係を維持するため前記駆動機構を介して前記テーブルを前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に駆動しつつ、前記ステージを移動させ、その移動中に前記センサの検出値を取得し、その取得したセンサの検出値に基づいて、前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に関する前記物体の位置を制御する制御装置(20)と;を含む露光装置である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From the first viewpoint, the exposure for transferring the pattern formed on the mask (R) onto the object (W) via the projection optical system (PL). A stage (28) that moves in a plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system; a table (WTB) on which the object is placed; and the projection optical system on the stage. A driving mechanism (21A to 21C) capable of driving in an optical axis direction of the system and an inclination direction with respect to a plane orthogonal to the optical axis; and a sensor (23A to 23C) for detecting a driving amount of the table with respect to the stage by the driving mechanism And moving the stage while driving the table in at least one of the optical axis direction and the tilt direction via the drive mechanism in order to maintain a predetermined positional relationship between the object and a reference plane. The control device (20) that acquires the detection value of the sensor during the movement and controls the position of the object in at least one of the optical axis direction and the tilt direction based on the acquired detection value of the sensor. And an exposure apparatus including:
これによれば、制御装置により、物体と基準面との所定の位置関係を維持するため駆動機構を介してテーブルを投影光学系の光軸方向及び該光軸に直交する面に対する傾斜方向の少なくとも一方向に駆動しつつ、ステージが移動される。また、制御装置により、そのステージの移動中に、駆動機構によるステージに対するテーブルの駆動量を検出するセンサの検出値が取得され、その取得されたセンサの検出値(すなわちステージに対するテーブルの駆動量)に基づいて、前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に関する前記物体の位置が制御される。 According to this, in order to maintain the predetermined positional relationship between the object and the reference plane, the control device causes the table to move at least in the optical axis direction of the projection optical system and the inclination direction with respect to the plane orthogonal to the optical axis. The stage is moved while driving in one direction. In addition, a detection value of a sensor for detecting the driving amount of the table with respect to the stage by the driving mechanism is acquired by the control device while the stage is moving, and the acquired detection value of the sensor (that is, the driving amount of the table with respect to the stage). The position of the object in at least one direction of the optical axis direction and the tilt direction is controlled based on.
この場合、制御装置は、上記センサの検出値に基づきテーブルのステージに対する駆動状態を知ることができ、その駆動状態に応じた制御状態に基づいて、前記光軸方向及び傾斜方向の少なくとも一方向に関する物体の位置を制御することで、物体と基準面との所定の位置関係が維持される。 In this case, the control device can know the driving state of the table stage based on the detection value of the sensor, and relates to at least one of the optical axis direction and the tilt direction based on the control state corresponding to the driving state. By controlling the position of the object, a predetermined positional relationship between the object and the reference plane is maintained.
従って、例えば、マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する際に、前述の基準面を投影光学系による前記パターンの最良結像面又はこれに実質的に一致する面として、制御装置が上記制御を行うことで、テーブルのステージに対する駆動状態の差によって生じる制御状態の差に影響を受けることのない、パターンの物体上への転写を実現することが可能になる。 Therefore, for example, when the pattern formed on the mask is transferred onto the object via the projection optical system, the above-mentioned reference plane is the best image plane of the pattern by the projection optical system or a surface substantially coinciding with this. As a result, when the control device performs the above-described control, it is possible to realize the transfer of the pattern onto the object without being affected by the difference in the control state caused by the difference in the drive state with respect to the table stage.
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態について、図1〜図6に基づいて説明する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、第1の実施形態に係る露光装置100の概略構成が示されている。この露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(スキャニング・ステッパ(スキャナ)とも呼ばれる)である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an
この露光装置100は、光源及び照明光学系を含み、照明光(露光光)ILによりマスクとしてのレチクルRを照明する照明系10、レチクルRを載置するマスクステージとしてのレチクルステージRST、投影光学系PLを含む投影ユニットPU、物体としてのウエハWが載置されるウエハステージWST、前記レチクルステージRST及び前記投影ユニットPUなどが搭載されたボディBD、及びこれらの制御系等を備えている。
The
前記照明系10は、例えば特開2001−313250号公報(対応する米国特許出願公開2003/0025890号)などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、リレーレンズ、可変NDフィルタ、レチクルブラインド等(いずれも不図示)を含んで構成されている。この照明系10では、レチクルブラインドで規定されたレチクルR上のスリット状の照明領域IARを照明光ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとしては、一例としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。また、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)あるいは回折光学素子などを用いることができる。 The illumination system 10 includes, for example, an illuminance uniformizing optical system including a light source, an optical integrator, a beam splitter, and the like as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313250 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2003/0025890). It includes a relay lens, a variable ND filter, a reticle blind, etc. (all not shown). In the illumination system 10, the slit-shaped illumination area IAR on the reticle R defined by the reticle blind is illuminated with the illumination light IL with a substantially uniform illuminance. Here, as the illumination light IL, for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used. As the optical integrator, a fly-eye lens, a rod integrator (an internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like can be used.
前記レチクルステージRSTは、後述する第2コラム34の天板を構成するレチクルベース36上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって例えば数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージRST上には、レチクルRが真空吸着(又は静電吸着)により固定されている。レチクルステージRSTは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部12により、後述する投影光学系PLの光軸AXに垂直なXY平面内で2次元的に(X軸方向、Y軸方向及びXY平面に直交するZ軸回りの回転方向(θz方向)に)微少駆動可能であるとともに、レチクルベース36上を所定の走査方向(ここでは、図1における紙面直交方向であるY軸方向とする)に指定された走査速度で駆動可能となっている。
The reticle stage RST is levitated and supported on a
レチクルステージRSTは、実際には、リニアモータによりレチクルベース36上をY軸方向に所定ストローク範囲で駆動可能なレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対して少なくとも3つのアクチュエータ(例えばボイスコイルモータなど)によりX軸方向、Y軸方向及びθz方向に微小駆動可能なレチクル微動ステージとによって構成されているが、図1では、図示の便宜上から単一のステージとして示されている。従って、以下においても、レチクルステージRSTはレチクルステージ駆動部12によりX軸方向、Y軸方向及びθz方向に微少駆動可能であるとともに、Y軸方向に走査駆動が可能な単一のステージであるものとして説明する。
The reticle stage RST is actually a reticle coarse movement stage that can be driven in a predetermined stroke range in the Y-axis direction on the
本実施形態の場合、レチクルステージRSTの駆動時(特に走査駆動時)のリニアモータの固定子に作用する反力に起因する振動の影響を極力低減するための対策が講じられている。具体的には、前述のリニアモータの固定子は、例えば特開平8−330224号公報(対応する米国特許第5,874,820号)などに開示されるように、ボディBDとは別に設けられた不図示の支持部材(リアクションフレーム)によってそれぞれ支持され、レチクルステージRSTの駆動の際にリニアモータの固定子に作用する反力は、それらのリアクションフレームを介してクリーンルームの床面Fに伝達される(逃がされる)ようになっている。この他、例えば、特開平8−63231号公報(対応する米国特許第6,246,204号)などに開示される運動量保存則を利用した反力キャンセル機構をレチクルステージRSTの反力キャンセル機構として採用しても良い。 In the case of this embodiment, measures are taken to reduce as much as possible the influence of vibration caused by the reaction force acting on the stator of the linear motor when the reticle stage RST is driven (particularly during scanning drive). Specifically, the stator of the linear motor described above is provided separately from the body BD as disclosed in, for example, JP-A-8-330224 (corresponding US Pat. No. 5,874,820). The reaction force that is supported by a support member (reaction frame) (not shown) and acts on the stator of the linear motor when the reticle stage RST is driven is transmitted to the floor F of the clean room via the reaction frame. It is supposed to be escaped. In addition, for example, a reaction force canceling mechanism using a momentum conservation law disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-63231 (corresponding US Pat. No. 6,246,204) is used as a reaction force canceling mechanism for reticle stage RST. It may be adopted.
レチクルステージRSTのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16によって、移動鏡15を介して、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。この場合、投影ユニットPUを構成する鏡筒40の側面に固定された固定鏡14を基準として位置計測が行われる。ここで、実際には、レチクルステージRST上にはY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡とX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられ、これらの移動鏡に対応してレチクルY干渉計とレチクルX干渉計とが設けられ、更に、これに対応して、X軸方向位置計測用の固定鏡と、Y軸方向位置計測用の固定鏡が設けられているが、図1ではこれらが代表的に移動鏡15、レチクル干渉計16、固定鏡14として示されている。なお、例えば、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡15の反射面に相当)を形成しても良い。また、レチクルステージRSTの走査方向(本実施形態ではY軸方向)の位置検出に用いられるX軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも1つのコーナーキューブ型ミラー(例えばレトロリフレクタ)を用いても良い。ここで、レチクルY干渉計とレチクルX干渉計の一方、例えばレチクルY干渉計は、測長軸を2軸有する2軸干渉計であり、このレチクルY干渉計の計測値に基づきレチクルステージRSTのY位置に加え、θz方向の回転も計測できるようになっている。
The position of the reticle stage RST in the stage moving surface is always detected by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 via a
このレチクル干渉計16の計測値は、ステージ制御装置20及びこれを介して主制御装置50に供給され、ステージ制御装置20では、主制御装置50からの指示に応じ、レチクル干渉計16の計測値に基づいてレチクルステージ駆動部12を介してレチクルステージRSTを駆動制御する。
The measurement value of the
レチクルRの上方には、前記投影光学系PLを介してウエハステージWST上の一対の基準マークとこれに対応するレチクルR上の一対のレチクルマークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から成る一対のレチクルアライメント系13A、13B(図1では不図示、図4参照)がX軸方向に所定距離隔てて設けられている。この一対のレチクルアライメント系としては、例えば特開平7−176468号公報(対応する米国特許第5,646,413号)などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。
Above the reticle R, light having an exposure wavelength for simultaneously observing the pair of reference marks on the wafer stage WST and the pair of reticle marks on the reticle R corresponding to the pair via the projection optical system PL is used. A pair of
前記投影ユニットPUは、レチクルステージRSTの図1における下方でボディBDの一部に保持されている。このボディBDは、クリーンルームの床面F上に設置されたフレームキャスタFC上に設けられた第1コラム(メインフレーム)32と、この第1コラム32の上に固定された第2コラム34とを備えている。
The projection unit PU is held by a part of the body BD below the reticle stage RST in FIG. The body BD includes a first column (main frame) 32 provided on a frame caster FC installed on a floor F of a clean room, and a
前記フレームキャスタFCは、床面F上に水平に置かれたベースプレートBSと、該ベースプレートBS上に固定された複数本、例えば3本(又は4本)の脚部39(但し、図1における紙面奥側の脚部は図示省略)とを備えている。 The frame caster FC includes a base plate BS placed horizontally on the floor surface F, and a plurality of, for example, three (or four) leg portions 39 (provided on the paper surface in FIG. 1) fixed on the base plate BS. The rear leg is not shown).
前記第1コラム32は、上記フレームキャスタFCを構成する複数本の脚部39それぞれの上端に個別に固定された複数、ここでは3つの第1防振機構56A,56B,56C(但し、図1では紙面奥側の第1防振機構56Cは図示省略、図4参照)によって、ほぼ水平に支持されている。
The first column 32 has a plurality of (herein, three first
前記第1コラム32は、例えば鋳物から成り、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成されている。この円形開口内に、投影ユニットPUが、上方から挿入され、その外周部の下端部近傍に設けられたフランジFLGを介して第1コラム32によって支持されている。 The first column 32 is made of, for example, a casting, and a circular opening (not shown) is formed at a substantially central portion thereof. The projection unit PU is inserted into the circular opening from above and supported by the first column 32 via a flange FLG provided in the vicinity of the lower end portion of the outer periphery thereof.
前記第1コラム32の上面には、投影ユニットPUを取り囲む位置に、複数本、例えば3本の脚41(但し、図1における紙面奥側の脚は図示省略)の一端(下端)が固定されている。これらの脚41それぞれの他端(上端)面は、ほぼ同一の水平面上にあり、これらの脚41それぞれの上端面に前述のレチクルベース36の下面が固定されている。このようにして、複数本の脚41によってレチクルベース36が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース36とこれを支持する3本の脚41とによって第2コラム34が構成されている。レチクルベース36には、その中央部に照明光ILの通路となる開口36aが形成されている。
On the upper surface of the first column 32, one end (lower end) of a plurality of, for example, three legs 41 (however, the legs on the back side in FIG. 1 are not shown) is fixed at a position surrounding the projection unit PU. ing. The other end (upper end) surface of each
前記投影ユニットPUは、円筒状でその外周部の下端部近傍にフランジFLGが設けられた鏡筒40と、該鏡筒40に保持された複数の光学素子から成る露光光学系としての投影光学系PLとによって構成されている。
The projection unit PU is a projection optical system as an exposure optical system that includes a
前記投影光学系PLとしては、例えばZ軸方向の共通の光軸AXを有する複数のレンズ(レンズエレメント)から成る屈折光学系が用いられている。この投影光学系PLは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率(例えば1/4倍又は1/5倍)を有する。このため、照明系10からの照明光ILによってレチクルRが照明されると、このレチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学系PLを介してその照明光ILが照射された照明領域IAR内のレチクルRの回路パターンの縮小像(回路パターンの一部の縮小像)が表面にレジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上に形成される。ここで、ウエハWは、例えば半導体(シリコンなど)又はSOI(Silicon Insulator)などの円板状の基板であり、その上にレジスト(感光剤)が塗布されている。 As the projection optical system PL, for example, a refractive optical system including a plurality of lenses (lens elements) having a common optical axis AX in the Z-axis direction is used. This projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 or 1/5). Therefore, when the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, the illumination light IL that has passed through the reticle R is irradiated with the illumination light IL via the projection optical system PL. A reduced image of the circuit pattern of the reticle R (a reduced image of a part of the circuit pattern) is formed on the wafer W whose surface is coated with a resist (photosensitive agent). Here, the wafer W is a disk-shaped substrate such as a semiconductor (silicon or the like) or SOI (Silicon Insulator), for example, and a resist (photosensitive agent) is applied thereon.
前記ウエハステージWSTは、投影ユニットPUの下方に水平に配置された定盤としてのステージベース71の上面に、その底面に設けられた複数のエアベアリングを介して非接触で浮上支持されている。
Wafer stage WST is levitated and supported on the upper surface of
前記ステージベース71は、前述のベースプレートBS上に設置されたメンテプレートと呼ばれる平板MP上の複数箇所(例えば3箇所)にそれぞれ配置された、複数(例えば3つ)の支持部材73と、該各支持部材73の上面にそれぞれ固定された複数(例えば3つ)の第2防振機構66A〜66C(但し、図1では紙面奥側の第2防振機構66Cは図示省略、図4参照)とによって、ほぼ水平に支持されている。
The
前記ステージベース71の+Z側の面(上面)は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、ウエハステージWSTの移動面(走り面)とされている。
The + Z side surface (upper surface) of the
前記ウエハステージWSTは、投影ユニットPUの図1における下方で、リニアモータ(あるいは平面モータ)などのアクチュエータを含むXY駆動部29(図1では不図示、図3参照)によって上記ガイド面に沿ってXY面内で駆動されるステージとしてのXYステージ28と、該XYステージ28上で3つのZ位置駆動部38A〜38C(但し、紙面奥側のZ位置駆動部38Cは図1では不図示、図3参照)によって3点で支持されたテーブルとしてのウエハテーブルWTBとを含んで構成されている。ウエハテーブルWTBの上面には、ウエハホルダWHを介してウエハWが真空吸着(又は静電吸着)等により固定されている。
Wafer stage WST is below projection unit PU in FIG. 1 along the guide surface by XY drive unit 29 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 3) including an actuator such as a linear motor (or a planar motor). An
前記XYステージ28は、ステージベース71の上面の上方に不図示のエアベアリングによって例えば数μm程度のクリアランスを介して浮上支持され、XY駆動部29を構成する不図示のリニアモータ等によって走査方向であるY軸方向(図1における紙面直交方向)及びこれに直交するX軸方向(図1における紙面内左右方向)に2次元駆動が可能に構成されている。
The
前記Z位置駆動部38A〜38Cは、ウエハテーブルWTB下面のそれぞれの支持点を投影光学系PLの光軸方向(Z軸方向)に独立して駆動する3つの駆動機構としてのアクチュエータ(例えばボイスコイルモータなど)21A〜21C(但し、図1では紙面奥側のアクチュエータ21Cは不図示、図4参照)と、これらのアクチュエータ21A〜21Cそれぞれによる各支持点のZ軸方向の駆動量(基準位置からの変位)をそれぞれ検出するセンサとしてのエンコーダ23A〜23C(但し、図1では紙面奥側のエンコーダ23Cは不図示、図4参照)とを含んで構成されている。
The Z
エンコーダ23A〜23Cとしては、例えば光学式又は静電容量式等のエンコーダを使用することができる。本実施形態では、上記アクチュエータ21A〜21CによってウエハテーブルWTBを、光軸AX方向(Z軸方向)及び光軸に直交する面(XY面)に対する傾斜方向、すなわちX軸回りの回転方向であるθx方向、Y軸回りの回転方向であるθy方向に駆動する駆動機構が構成されている。また、エンコーダ23A〜23Cで計測されるウエハテーブルWTBのアクチュエータ21A〜21Cによる各支持点のZ軸方向の駆動量(基準点からの変位)はステージ制御装置20及びこれを介して主制御装置50に供給される。エンコーダ23A、23B、23Cそれぞれの計測値を、Z21A、Z21B、Z21Cとする。
As the
前記ウエハテーブルWTB上には、基準マーク板FMが、その表面がウエハWとほぼ同一高さとなる状態で設けられている。この基準マーク板FMの表面には、少なくとも一対のレチクルアライメント用の第1基準マークと、これらの第1基準マークに対して既知の位置関係にある後述するオフアクシス・アライメント系のベースライン計測用の第2基準マークなどが形成されている。 A reference mark plate FM is provided on the wafer table WTB so that the surface thereof is substantially the same height as the wafer W. On the surface of the reference mark plate FM, there is at least a pair of reticle alignment first reference marks and a baseline measurement of an off-axis alignment system, which will be described later, having a known positional relationship with respect to the first reference marks. The second reference mark is formed.
前記ウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)のXY面内の位置情報は、その上部に固定された移動鏡17に測長ビームを照射する干渉計システム18によって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。この干渉計システム18は、第1コラム32に吊り下げ状態で固定され、投影ユニットPUを構成する鏡筒40の側面に固定された固定鏡57の反射面を基準とする移動鏡17の反射面の位置情報をウエハステージWSTの位置情報として計測する。干渉計システム18としては、例えばヘテロダイン方式のマイケルソン干渉計が用いられている。
The positional information in the XY plane of the wafer table WTB (wafer stage WST) is, for example, with a resolution of about 0.5 to 1 nm by an
ここで、ウエハテーブルWTB上には、実際には、図2に示されるように、走査方向であるY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡17Yと非走査方向であるX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡17Xとが設けられ、これに対応して固定鏡及びレーザ干渉計も、X軸方向位置計測用とY軸方向位置計測用のものがそれぞれ設けられているが、図1ではこれらが代表的に移動鏡17、固定鏡57、干渉計システム18として図示されている。なお、例えば、ウエハテーブルWTBの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡17X、17Yの反射面に相当)を形成しても良い。
Here, on the wafer table WTB, actually, as shown in FIG. 2, the Y
また、ウエハテーブルWTBには、後述する多点焦点位置検出系のセンサ間オフセットの調整などに用いられる基準平面板(この面位置は、ウエハテーブル上のウエハの面位置とほぼ同一面上に位置している)なども設けられている。 Also, the wafer table WTB has a reference plane plate used for adjusting the offset between sensors of the multipoint focus position detection system, which will be described later (this surface position is substantially the same as the surface position of the wafer on the wafer table). Etc.) are also provided.
前記干渉計システム18は、図2に示されるように、Y軸干渉計18Yと、2つのX軸干渉計18X1、18X2とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
Y軸干渉計18Yからは、ウエハW表面とほぼ同一のXY平面上をそれぞれ通り、平面視で(上方から見て)投影光学系PLの光軸AXを通るY軸に関して対称な配置のY軸方向の光軸LWYL及びLWYRをそれぞれ有する一対の測長ビーム(測定光)がY移動鏡17Yにそれぞれ照射されている。なお、このY軸干渉計18Yからは光軸LWYL及びLWYRより上方を通り、光軸AXと直交するY軸方向の光軸を有する参照ビームが不図示のY固定鏡に照射されている。光軸LWYLと光軸LWYRとの間隔は、2Dである。
From the Y-
前記X軸干渉計18X1からは、Y固定鏡に照射されている参照ビームとほぼ同一のXY面上を通り投影光学系PLの光軸に直交するX軸方向の光軸を有する参照ビームが不図示のX固定鏡に照射されている。また、このX軸干渉計18X1からは、その参照ビームの下方に位置し、平面視でその参照ビームの光軸に重なるX軸方向の光軸LWXBを有する測長ビームがX移動鏡17Xに照射されている。
From the X-axis interferometer 18X 1 , a reference beam having an optical axis in the X-axis direction that passes through substantially the same XY plane as the reference beam irradiated to the Y fixed mirror and is orthogonal to the optical axis of the projection optical system PL. Irradiated to an X fixed mirror (not shown). Further, from the X axis interferometer 18X 1, located below the reference beam, the measuring beam X movable mirror having an optical axis LWX B in the X-axis direction overlaps with the optical axis of the reference beam in a
一方、前記X軸干渉計18X2からは、上記参照ビームと同じXY面上を通り、かつオフアクシス・アライメント系ALGの検出中心を通るX軸方向の光軸を有する参照ビームがアライメント系ALGに固定された不図示のX固定鏡に照射されている。また、このX軸干渉計18X1からは、前記光軸LWXBとほぼ同じXY面上を通り、アライメント系ALGの検出中心を通るX軸方向の光軸LWXMを有する測長ビームがX移動鏡17Xに照射されている。
Meanwhile, the from X-axis interferometer 18X 2, through the same XY Menjo as the reference beam, and the reference beam with the optical axis of the X-axis direction passing through the detection center of the off-axis alignment system ALG is an alignment system ALG Irradiated to a fixed X-fixed mirror (not shown). Further, from this X-axis interferometer 18X 1 , a measurement beam having an optical axis LWX M in the X-axis direction passing through the substantially same XY plane as the optical axis LWX B and passing through the detection center of the alignment system ALG is moved by X. The
Y軸干渉計18Y及び2つのX軸干渉計18X1、18X2の計測値(出力)は、ステージ制御装置20及びこれを介して主制御装置50に供給されている。
The measurement values (outputs) of the Y-
本実施形態では、Y軸干渉計18Yの光軸LWYL,LWYRの計測値WYL,WYRの平均値に基づいて、ウエハテーブルWTBのY軸方向位置がステージ制御装置20及び主制御装置50によって計測される。また、Y軸干渉計18Yの光軸LWYL,LWYRの計測値の差と光軸間隔2Dとに基づいて、Z軸回りの回転方向(θz方向)に関するウエハテーブルWTBの位置情報(すなわちヨーイング情報)が、ステージ制御装置20及び主制御装置50によって計測される。
In the present embodiment, the position of the wafer table WTB in the Y-axis direction is determined by the
また、X軸干渉計18X1の光軸LWXBの計測値WXBに基づいて、ウエハテーブルWTBのX軸方向位置がステージ制御装置20及び主制御装置50によって計測される。
Further, based on the measured value WX B of the optical axis LWX B of the X-axis interferometer 18X 1 , the position of the wafer table WTB in the X-axis direction is measured by the
また、X軸干渉計18X2の光軸LWXMの計測値WXMに基づいて、ウエハテーブルWTBのX軸方向の位置情報がステージ制御装置20及び主制御装置50によって計測される。
Further, based on the measurement value WX M of the optical axis LWX M of the X-axis interferometer 18X 2 , the position information of the wafer table WTB in the X-axis direction is measured by the
ステージ制御装置20及び主制御装置50は、アライメント系ALGを用いてウエハW上のアライメントマーク(ウエハマーク)を検出するウエハアライメントの際には、X軸干渉計18X2の計測値WXMに基づいて、ウエハテーブルWTBのX位置情報を計測するが、それ以外の露光時などには、X軸干渉計18X1の計測値WXBに基づいて、ウエハテーブルWTBのX位置情報を計測する。従って、露光時、ウエハアライメント時のいずれにおいても、いわゆるアッベ誤差なく、ウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)のX位置情報を計測することが可能である。
The
なお、Y軸干渉計18Yからは光軸LWYL、LWYRの下方を通り平面視で光軸LWYL、LWYRにそれぞれ重なる光軸に沿って別の測長ビームがY移動鏡17Yに対して照射されている。同様に、X軸干渉計18X1、18X2のそれぞれからは、光軸LWXB、LWXMの下方を通り、平面視で光軸LWXB、LWXMにそれぞれ重なる光軸に沿って別の測長ビームがX移動鏡17Xに対して照射されている。従って、本実施形態では、Y軸干渉計18Yの出力に基づいて、ウエハテーブルWTBのθx回転(ピッチング)を計測できるとともに、X軸干渉計18X1、18X2の計測値に基づいて、露光時、アライメント時のウエハテーブルWTBのθy回転(ローリング)を計測できるようになっている。しかしながら、ピッチング及びローリングの計測結果は、ウエハテーブルWTBのピッチング、ローリングの補正のためではなく、これらに起因するウエハテーブルWTBのY軸方向、X軸方向の位置誤差を補正するために用いられるものであるので、以下では、干渉計システム18によるウエハテーブルWTBのピッチング、ローリング計測に関しては、その説明を省略する。
Incidentally, LWY optical axis from the
上述のように、干渉計システム18は、3つの干渉計18Y、18X1、18X2を含んで構成されるが、干渉計システム18は、上述したウエハテーブルWTBの位置情報を計測する、1つのシステムとして観念することができる。従って、以下では、特に必要な場合を除き、干渉計システム18は、ウエハテーブルWTBのX、Y及びθz方向に関する位置情報を計測可能な単一のシステムであるものとして説明する。
As described above, the
ステージ制御装置20では、主制御装置50からの指示に応じて、ウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)の位置情報(又は速度情報)に基づいて、XY駆動部29を介してウエハステージWSTのXY面内の位置を制御する。
In
図3には、前記ステージベース71の一端部近傍の構成部分が、一部断面して示されている。前記第2防振機構66A〜66Cは、そのうちの一つの第2防振機66Aを代表的に採りあげて、図3に示されるように、ステージベース71を支持するエアマウント80と、ステージベース71をZ軸方向(図3における紙面内上下方向(重力方向に一致))に高応答で微小駆動可能な微小駆動部87とを備えている。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a component near one end of the
前記エアマウント80は、上部に開口を有するハウジング82と、ハウジング82の前記開口を塞ぐ状態で設けられた保持部材83と、前記ハウジング82と保持部材83とに接続され、これらハウジング82及び保持部材83とともにほぼ気密状態の気体室84を形成するダイヤフラム85と、前記気体室84の内部に充填された気体、例えば空気の圧力を調整する電磁レギュレータ86とを備えている。この場合、気体室84内部の空気の圧力により保持部材83を介してステージベース71が保持されている。
The
前記微小駆動部87は、ステージベース71に直接取り付けられた可動子87aと、該可動子87aとの間で電磁相互作用を行いステージベース71をZ軸方向に駆動する電磁力を発生する固定子87bとを有するボイスコイルモータ87と、該ボイスコイルモータ87に駆動電流を供給する電流供給源88とを備えている。
The
上記のように構成された第2防振機構66Aでは、不図示のコントローラにより不図示の圧力センサの計測値に基づいて電磁レギュレータ86が制御され、気体室84内の気体、例えば空気の圧力制御が行われる。また、高応答の制御が必要な場合には、コントローラは、ステージベース71に取り付けられた不図示の加速度計などの出力に応じてボイスコイルモータ87を制御する。さらに、不図示のコントローラでは、ステージ制御装置20からの指令に基づき、ボイスコイルモータ87又は電磁レギュレータ86を制御する。また、ベースプレートBS及び平板MPなどを介して伝達される床振動などの微振動は、エアマウント80の空気ばねによって除振される(マイクロGレベルで絶縁される)。残りの第2防振機構66B、66Cは、上述の第2防振機構66Aと同様に構成され、同様に機能する。
In the second
また、前記3つの第1防振機構56A〜56Cのそれぞれは、支持対象物が異なる点を除き、上述の第2防振機構66Aと同様にして構成されているので詳細説明は省略する。
Further, each of the three first
本実施形態では、ステージベース71を3点で支持する第2防振機構66A〜66Cによって、主制御装置50及びステージ制御装置20の指示の下、該ステージベース71を、光軸AX方向(Z軸方向)及び光軸に直交する面(XY面)に対する傾斜方向、すなわちX軸回りの回転方向であるθx方向、Y軸回りの回転方向であるθy方向に駆動する駆動装置が構成されている。そして、前記第2防振機構66A〜66Cによるステージベース71の各支持点の駆動量(基準点からの変位)は、例えば、平板MP又は支持部材73に設けられた基準位置に対するステージベース71の各支持点のZ軸方向の変位を検出する変位センサ64A〜64C(図3では不図示、図4参照)で計測され、主制御装置50に供給される。ここで、変位センサ66A〜66Cとしては、例えば光学式又は静電容量式等の変位センサを使用することができ、計測される各支持点の変位は(Z66A、Z66B、Z66C)とする。
In the present embodiment, the
図1に戻り、前記第1コラム32の下面には、照射系42a及び受光系42bから成る、例えば特開平6−283403号公報(対応米国特許第5,448,332号)等に開示されるものと同様の斜入射方式の多点焦点位置検出系(以下、適宜「多点AF系」とも呼ぶ)が設けられている。このように、照射系42a及び受光系42bと、投影光学系PLとが、同一の部材(第1コラム32)に取り付けられており、両者の位置関係が一定に維持されている。
Returning to FIG. 1, the lower surface of the first column 32 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403 (corresponding US Pat. No. 5,448,332) comprising an
照射系42aは、主制御装置50によってオンオフが制御される光源を有し、多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を投影光学系の結像面に向け、かつ光軸AXに対して斜め方向からウエハ表面に対して照射する。一方、ウエハ表面で反射されたそれらの結像光束の反射光束は、受光系42b内の受光素子によって受光され、電気信号(焦点ずれ信号)に変換される。この焦点ずれ信号(デフォーカス信号)は、ステージ制御装置20及びこれを介して主制御装置50に供給されている。
The
さらに、本実施形態の露光装置100では、図1では図示が省略されているが、第1コラム32の投影ユニットPUの−Y側には、前述のオフアクシス・アライメント系ALG(図2、図4参照)が設けられている。このアライメント系ALGとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子(CCD)等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられている。このアライメント系ALGは、指標中心を基準とするマークの位置情報を主制御装置50に供給する。主制御装置50は、この供給された情報と、干渉計システム18の計測値とに基づいて、検出対象のマーク、具体的には前述した基準マーク板FM上の第2基準マーク又はウエハ上のアライメントマークのアライメント座標系(X軸干渉計18X2の光軸と、Y軸干渉計18Yの光軸とによって規定される前述のウエハアライメントの際の座標系)上における位置情報を計測するようになっている。
Further, in the
図4には、本実施形態の露光装置100における、制御系の主要な構成がブロック図にて示されている。この図4中、主制御装置50及びステージ制御装置20を中心として、制御系が構成されている。
FIG. 4 is a block diagram showing the main configuration of the control system in the
主制御装置50は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含んで構成され、装置全体を統括して制御する。また、ステージ制御装置20は、マイクロコンピュータから成り、主制御装置50の指示に応じ、レチクルステージ駆動部12、XY駆動部29、Z位置駆動部38A〜38C、第1防振機構56A〜56C及び第2防振機構66A〜66C等を制御する。
The
なお、説明が前後したが、本実施形態の露光装置100においても、AF面とウエハテーブルWTB上面との面合わせ、すなわちAF面とウエハステージWSTの移動面(走り面)とを平行にするための調整が先に説明した手順と同様の手順で実行されている。
Although description has been made before and after, also in the
図5には、露光装置100のウエハテーブルWTBの位置制御に関連する制御系の構成が、機能ブロック図にて示されている。この図5に示されるステージ制御装置20の機能ブロック図は、走査露光時におけるものを示し、ステージ制御装置20を構成するマイクロプロセッサにより実行される種々の制御プログラム(ソフトウェア)によって実現される機能の一部をブロック化して示したものである。なお、図5の機能ブロック図に示される構成要素の一部に対応するハードウェアを設けても良いことは勿論である。
FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of a control system related to the position control of wafer table WTB of
この図5において、ステージ制御装置20は、ステージ位置指令生成部20a、変換部20b、ウエハステージ制御部20c、テーブル位置指令生成部20d、演算部20e、テーブル制御部20f、ベース位置指令生成部20g、ベース制御部20h及び補正部20i等を備えている。この他、ステージ制御装置20は、レチクルステージ駆動部12を制御するレチクルステージ制御部等をも備え、走査露光時などには、レチクルステージ駆動部12を介してレチクルステージRSTを走査方向に駆動するのに同期して、XY駆動部29を介してウエハステージWSTをレチクルステージRSTと反対方向に投影光学系PLの投影倍率に応じた速度比で駆動するようになっている。すなわち、ステージ制御装置20とレチクルステージ駆動部12とXY駆動部29とによって、レチクルステージRSTと同期してウエハステージWSTを走査方向に移動させる駆動系が構成されている(図4参照)。しかし、ここではレチクルステージ制御部等の説明は省略するものとする。
In FIG. 5, the
前記ステージ位置指令生成部20aは、主制御装置50からの指示に応じ、ウエハステージWSTに対する位置指令(X0,Y0,θz0)を後段の減算部P1に出力する。
The stage position
前記変換部20bは、干渉計システム18の計測値WXB,WYL,WYRを入力し、これらの計測値(WXB,WYL,WYR)をウエハステージWSTの重心のX軸方向、Y軸方向及びθz方向の位置情報(X、Y、θz)に変換して減算部P1に出力する。
The
前記減算部P1は、前述の位置指令(X0,Y0,θz0)と位置情報(X、Y、θz)との差である位置偏差(ΔX、ΔY、Δθz)を算出しウエハステージ制御部20cに出力する。
The subtractor P1 calculates a position deviation (ΔX, ΔY, Δθz) that is a difference between the position command (X 0 , Y 0 , θz 0 ) and the position information (X, Y, θz), and controls the wafer stage. To the
ウエハステージ制御部20cは、位置偏差(ΔX、ΔY、Δθz)を動作信号として例えば(比例+積分)制御動作を行い、位置偏差(ΔX、ΔY、Δθz)を零に近づけるようなX、Y、θz方向の速度指令値を算出するコントローラと、該コントローラからの速度指令値に基づいてXY駆動部29に対する推力指令値を算出する算出器とを備えている。このウエハステージ制御部20cからの推力指令値に基づいてXY駆動部29が駆動されることで、ウエハステージWSTのXY面内の位置(θz回転を含む)が制御される。
The wafer
前記テーブル位置指令生成部20dは、ウエハWの表面(又はウエハテーブルWTBの上面)のZ軸方向、θx方向及びθy方向の位置の目標値として、所定の値、ここでは(0,0,0)を、後段の減算部P2に出力する。
The table position
前記演算部20eは、多点AF系の受光系42bの出力に基づいて、ウエハWの表面(又はウエハテーブルWTBの上面)のZ軸方向、θx方向及びθy方向の位置情報(Z、θx,θy)を算出し、減算部P2に出力する。
Based on the output of the
減算部P2は、目標値(0、0、0)と位置情報(Z、θx,θy)との差である位置偏差(ΔZ(=−Z)、Δθx(=−θx)、Δθy(=−θy))を算出し、テーブル制御部20fに出力する。
The subtraction unit P2 has positional deviations (ΔZ (= −Z), Δθx (= −θx), Δθy (= −) that are differences between the target values (0, 0, 0) and the positional information (Z, θx, θy). θy)) is calculated and output to the
前記テーブル制御部20fには、位置偏差(ΔZ、Δθx、Δθy)の他、干渉計システム18の計測値(WXB,WYL,WYR)及び3つのエンコーダ23A〜23Cからの出力(Z21A,Z21B,Z21C)も入力されている。このテーブル制御部20fは、一例として、位置偏差(ΔZ、Δθx、Δθy)を動作信号として、例えば(比例+積分)制御動作を行い、位置偏差(ΔZ、Δθx、Δθy)を零に近づけるようなZ、θx,θy方向の速度指令値を算出するコントローラ、該コントローラからの指令値を積分する積分器、該積分器からの出力と干渉計システム18の計測値(WXB,WYL,WYR)とに基づいてアクチュエータ21A〜21Cそれぞれに対する位置指令を算出する算出部、該算出部から出力される位置指令と前記エンコーダ23A〜23Cそれぞれからの出力(Z21A,Z21B,Z21C)との差である位置偏差を演算する減算部、及び該減算部から出力される位置偏差をアクチュエータ21A〜21Cそれぞれに対する指令値に変換する変換ゲイン(又は該変換ゲインと同等の機能を有するコントローラ)等を含んで構成されている。また、このテーブル制御部20fから、その内部の減算部の出力である位置偏差(すなわちアクチュエータ21A〜21Cそれぞれに対する位置指令と対応するエンコーダ23A〜23Cの計測値との差)(ΔZ21A、ΔZ21B、ΔZ21C)が、後述する補正部20iに出力されている。
In addition to the position deviations (ΔZ, Δθx, Δθy), the
走査露光時などに、ステージ制御装置20の演算部20eは、多点AF系(42a、42b)からの例えばSカーブ信号などの焦点ずれ信号(デフォーカス信号)に基づいてウエハW表面のZ位置、θx方向の回転,θy方向の回転(Z、θx,θy)を算出し、その算出結果に基づき、減算部P2で位置偏差(ΔZ、Δθx、Δθy)が算出される。この位置偏差(ΔZ、Δθx、Δθy)に基づいて、テーブル制御部20fが、前述のアクチュエータ21A〜21Cそれぞれの駆動量(各アクチュエータに対する推力指令値)を算出し、アクチュエータ21A〜21Cそれぞれによって駆動される対応する支持点のZ軸方向の変位を検出するリニアエンコーダ23A〜23Cの出力をモニタしつつ、アクチュエータ21A〜21Cを駆動する。このようにして、ウエハテーブルWTBのZ軸方向への移動、及び2次元方向の傾斜(すなわち、θx,θy方向の回転)が制御され、照明光ILの照射領域(前述の照明領域と共役な照明光ILの照射領域)内で投影光学系PLの結像面にウエハWの表面を実質的に合致させる、ウエハWのフォーカス・レベリング動作が実行される。
At the time of scanning exposure or the like, the
前記ベース位置指令生成部20gは、第2防振機構66A〜66Cそれぞれによるステージベース71の支持点のZ位置のサーボ目標値(Z’66A,Z’66B,Z’66C)を、後段の減算部P3に出力する。このサーボ目標値については更に後述する。
The base position
減算部P3には、サーボ目標値(Z’66A,Z’66B,Z’66C)の他、変位センサ64A〜64Cからの第2防振機構66A〜66Cの支持点の変位(Z66A,Z66B,Z66C)が入力されている。この加算部P3は、サーボ目標値(Z’66A,Z’66B,Z’66C)と変位(Z66A,Z66B,Z66C)との差である位置偏差(ΔZ66A,ΔZ66B,ΔZ66C)を算出し、該位置偏差(ΔZ66A,ΔZ66B,ΔZ66C)をベース制御部20hに出力する。
In addition to the servo target values (Z ′ 66A , Z ′ 66B , Z ′ 66C ), the subtraction unit P3 includes displacements of the support points of the second vibration isolation mechanisms 66A to 66C from the
前記ベース制御部20hは、位置偏差(ΔZ66A,ΔZ66B,ΔZ66C)を動作信号として例えば(比例+積分)制御動作を行うコントローラ等によって構成され、位置偏差(ΔZ66A,ΔZ66B,ΔZ66C)を零に近づけるような第2防振機構66A〜66Cに対する指令値を算出し、第2防振機構66A〜66Cに出力する。
The
前記補正部20iは、テーブル制御部20fからの前述の位置偏差(ΔZ21A、ΔZ21B、ΔZ21C)の入力に基づいて、補正情報(d66A,d66B,d66C)を算出し、前記ベース位置指令生成部20gに出力している。
The correction unit 20i calculates correction information (d 66A , d 66B , d 66C ) based on the input of the above-described positional deviations (ΔZ 21A , ΔZ 21B , ΔZ 21C ) from the
ここで、この補正部20iの機能について、さらに説明する。 Here, the function of the correction unit 20i will be further described.
上述した説明から明らかなように、ステージ制御装置20及びこれによって制御される駆動系などに、ウエハテーブルWTBのXYステージ28に対する駆動状態の差によって生じる制御状態の差、例えば走り面のショット毎の差に起因するAFの正逆差その他の制御誤差が生じない場合には、ベース位置指令生成部20gは、前述した基準平面板の面位置をAF面に一致させる(すなわちAF面とウエハステージWSTの移動面(走り面)であるステージベース71上面とを平行にする調整を予め行った際の値をそのまま維持する)指令値(以下、基本指令値とよぶ)をサーボ目標値として出力すれば良い。
As is clear from the above description, the
一方、例えば走り面のショット毎の差に起因するAFの正逆差などの制御誤差が生じるおそれがある場合には、この誤差が結果的に補正されるような指令値(基本指令値を補正した指令値)を、ベース位置指令生成部20gがサーボ目標値として出力することが望ましい。
On the other hand, for example, when there is a possibility that a control error such as a forward / reverse difference of AF due to a difference in each shot of the running surface may occur, a command value that corrects this error as a result (basic command value is corrected) It is desirable that the base
そこで、補正部20iは、テーブル制御部20fから送られてくる、アクチュエータ21A〜21Cそれぞれに対する位置指令と対応するエンコーダ23A〜23Cの計測値との差、すなわち前述の位置偏差(ΔZ21A、ΔZ21B、ΔZ21C)に基づいて、ウエハテーブルWTBのXYステージ28に対する駆動状態(アクチュエータ21A〜21Cの駆動状態)を求め、この駆動状態に応じた第2防振機構66A〜66Cに対する補正情報(d66A,d66B,d66C)を干渉計システム18の計測値を考慮して求め、その補正情報(d66A,d66B,d66C)を、ベース位置指令生成部20gに出力する。
Therefore, the correction unit 20i sends the difference between the position command sent from the
これを更に詳述すると、ウエハWのフォーカス・レベリング動作に際しては、ウエハW上の露光領域(前述の照明領域IARに共役な投影光学系による照明光ILの投射領域)部分が像面に一致するようなウエハテーブルWTBのZ位置及びチルト制御が、多点AF系(42a,42b)の計測結果に基づいて行われる。このとき、アクチュエータ21A〜21Cが指令値通りに駆動されない場合、その指令値に対する誤差がエンコーダ23A〜23Cを介して検出され、その誤差に応じた位置偏差(ΔZ21A、ΔZ21B、ΔZ21C)がテーブル制御部20fから補正部20iに入力され、該補正部20iによって、そのときの干渉計システム18の計測値を考慮して、上記誤差をキャンセルするための第2防振機構66A〜66Cに対する補正情報(d66A,d66B,d66C)が求められ、その補正情報(d66A,d66B,d66C)がベース位置指令生成部20gに供給される。
More specifically, in the focus / leveling operation of the wafer W, the exposure area (projection area of the illumination light IL by the projection optical system conjugate to the illumination area IAR) on the wafer W coincides with the image plane. Such Z position and tilt control of the wafer table WTB is performed based on the measurement result of the multipoint AF system (42a, 42b). At this time, when the
そして、ベース位置指令生成部20gは、基本指令値を補正情報(d66A,d66B,d66C)で補正した指令値(Z’66A,Z’66B,Z’66C)をサーボ目標値として減算部P3に出力する。減算部P3は、そのサーボ目標値(Z’66A,Z’66B,Z’66C)と変位センサ64A〜64Cの計測値(Z66A,Z66B,Z66C)との差である位置偏差(ΔZ66A,ΔZ66B,ΔZ66C)をベース制御部20hに出力する。そして、この位置偏差(ΔZ66A,ΔZ66B,ΔZ66C)を動作信号として、ベース制御部20hが制御動作を行い、前述の位置偏差(ΔZ21A、ΔZ21B、ΔZ21C)が零に近づくように、第2防振機構66A〜66Cを介してステージベース71のZ、θx、θy方向の位置が調整される。
The base position
このようにして、ウエハWのフォーカス・レベリング動作が支障なく継続される。 In this way, the focus / leveling operation of the wafer W is continued without any trouble.
ここで、前述したアクチュエータ21A〜21Cが指令値通りに駆動されない要因の一つとして、前述したAFの正逆差の要因となる、ウエハステージWSTの移動面(走り面)であるステージベース71上面が、ウエハステージWSTの移動に伴って前述のAF面(投影光学系PLの像面に略一致している)に対して傾斜する現象が挙げられるが、本実施形態では、前述の如く、走り面の傾斜などによりアクチュエータ21A〜21Cが指令値通りに駆動されない現象が発生すると、このときの位置偏差(ΔZ21A、ΔZ21B、ΔZ21C)を零に近づけるための補正情報が、干渉計システム18の計測値を考慮して補正部20iで算出され、この補正情報に従ってベース制御部20hによって第2防振機構66A〜66Cを介してステージベース71のZ、θx、θy方向の位置が調整される。
Here, as one of the factors that cause the actuators 21 </ b> A to 21 </ b> C not to be driven according to the command value, the upper surface of the
ここで、上記の補正情報は、ウエハステージWSTのXY面内の移動状態に応じた、ステージベース71上面のAF面(投影光学系PLの像面に略一致している)に対する傾斜状態に応じた補正情報となる。従って、本実施形態ではAFの正逆差(プラススキャンが行われるショット領域かマイナススキャンが行われるショット領域かによる、スキャン方向に応じたフォーカス制御の差)なども抑制される。
Here, the correction information described above corresponds to the inclination state of the upper surface of the
次に、本実施形態の露光装置100で実行される露光工程の動作についてごく簡単に説明する。
Next, the operation of the exposure process executed by the
露光装置100では、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント、ベースライン計測、及びウエハアライメント(EGA方式等)等の準備作業が行われた後、ウエハW上のショット領域に対する走査露光と、ショット領域間のウエハの移動とを交互に繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。この露光工程の動作は、基本的に通常のスキャニング・ステッパと同様であるので、詳細説明は省略する。
In the
図6には、一例として複数(例えば76個)のショット領域に対して、露光を行う際の、上記ステップ・アンド・スキャン中の前述の照明領域IARと共役な照明光ILのウエハ上の照射領域、すなわち図2に示される露光領域IAの中心点(光軸AXに略一致)のウエハW上での相対移動の軌跡が示されている。この図6の軌跡中の実線部は、各ショット領域の露光の際の露光領域IAの中心点の経路を示し、点線部は、非走査方向の同一行内の隣接ショット領域間における露光領域IAの中心点の移動軌跡を示し、一点鎖線部は、異なる行間における露光領域IAの中心点の移動軌跡を示す。なお、実際には、露光領域IAが固定でウエハWが移動するのであるが、図6においては、説明の便宜上、ウエハW上を露光領域IAの中心点が移動するかのように図示している。 In FIG. 6, as an example, when a plurality of (for example, 76) shot areas are exposed, irradiation of the illumination light IL conjugate with the above-described illumination area IAR during the step-and-scan is performed on the wafer. The locus of relative movement on the wafer W of the center point (substantially coincident with the optical axis AX) of the area, that is, the exposure area IA shown in FIG. 2 is shown. The solid line portion in the trajectory of FIG. 6 indicates the path of the center point of the exposure area IA at the time of exposure of each shot area, and the dotted line portion indicates the exposure area IA between adjacent shot areas in the same row in the non-scanning direction. The movement locus of the center point is shown, and the one-dot chain line portion shows the movement locus of the center point of the exposure area IA between different rows. Actually, the exposure area IA is fixed and the wafer W moves. However, in FIG. 6, for convenience of explanation, it is illustrated as if the center point of the exposure area IA moves on the wafer W. Yes.
この場合、異なるショット領域間でのウエハWの移動は停止することなく行われる。すなわち、ファーストショットS1から最後のショットS76の走査露光が完了するまでの間、ウエハWは走査方向及び非走査方向の少なくとも一方の速度成分が零とならないように移動される。従って、短時間でウエハステージWSTのショット領域間移動動作が可能となり、スループットの向上が可能となっている。 In this case, the movement of the wafer W between different shot areas is performed without stopping. That is, the wafer W is moved so that at least one velocity component in the scanning direction and the non-scanning direction does not become zero until the scanning exposure from the first shot S 1 to the last shot S 76 is completed. Therefore, movement operation between shot areas of wafer stage WST can be performed in a short time, and throughput can be improved.
上記の走査露光中、前述したウエハWのフォーカス・レベリング動作、及びこれに伴う、ステージ制御装置20による、エンコーダ23A〜23Cからの出力信号(Z21A,Z21B,Z21C)に基づく補正情報の算出、並びにこの補正情報に従った第2防振機構66A〜66Cの制御が実行される。
During the scanning exposure described above, the focus leveling operation of the wafer W described above, and the accompanying correction information based on the output signals (Z 21A , Z 21B , Z 21C ) from the
以上説明したように、本実施形態の露光装置100によると、レチクルRに形成されたパターンを投影光学系PLを介してウエハW上に転写する走査露光の際には、ステージ制御装置20により、ウエハWと基準面(前述のAF面(投影光学系PLの像面とほぼ一致するように調整されている))との所定の位置関係を維持するため、Z位置駆動部38A〜38Cをそれぞれ構成するアクチュエータ21A〜21Cを介してウエハテーブルWTBを投影光学系PLの光軸方向及び該光軸に直交する面に対する傾斜方向の少なくとも一方向に駆動しつつ、XYステージ28(ウエハステージWST)が移動される。また、ステージ制御装置20により、そのXYステージ28(ウエハステージWST)の移動中に、アクチュエータ21A〜21CによるXYステージ28に対するウエハテーブルWTBの駆動量を検出するエンコーダ23A〜23Cの検出値が取得され、その取得されたエンコーダ23A〜23Cの検出値(すなわちXYステージ28に対するウエハテーブルWTBの駆動量)に基づいて、Z軸(光軸AX)方向及びXY面に対する傾斜方向の少なくとも一方向に関するウエハWの位置が制御される。
As described above, according to the
この場合、ステージ制御装置20は、アクチュエータ21A〜21Cに対する位置指令と上記エンコーダ23A〜23Cの検出値とに基づきウエハテーブルWTBのXYステージ28に対する駆動状態を知ることができ、その駆動状態に応じた制御状態に基づいて、補正情報を算出し、この補正情報に基づいて第2防振機構66A〜66Cを制御し、光軸AX方向及びXY面に対する傾斜方向の少なくとも一方向に関するウエハWの位置を制御することで、ウエハWと前述の基準面との所定の位置関係が維持される。
In this case, the
従って、前述の基準面を投影光学系PLによるパターンの最良結像面(像面)又はこれに実質的に一致するAF面として、ステージ制御装置20が上記制御を行うことで、ウエハテーブルWTBのXYステージ28に対する駆動状態の差によって生じる制御状態の差に影響を受けることのない、パターンのウエハW上への転写を実現することが可能になる。本実施形態では、ウエハテーブルWTBのXYステージ28に対する駆動状態の差によって影響を受けることがないようなウエハWのフォーカス・レベリング制御を実現することができるので、パターンの転写精度に悪影響を与えるようなAFの正逆差が生じることがない。
Therefore, the
また、本実施形態のように、走査露光中のみならず、ショット間ステッピング動作中も、ウエハW(ウエハステージWST)を連続的に移動する場合、ショット間ステッピング動作中に行われるフォーカスの追い込み動作中にも、ウエハの移動の向きに応じて生じるAFの正逆差と同様のウエハWのZ軸方向の制御誤差が発生するのも効果的に防止される。 Further, as in this embodiment, when the wafer W (wafer stage WST) is continuously moved not only during scanning exposure but also during stepping between shots, a focus follow-up operation performed during stepping between shots is performed. Among them, it is possible to effectively prevent the occurrence of a control error in the Z-axis direction of the wafer W, which is the same as the forward / reverse difference of AF generated according to the direction of movement of the wafer.
《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態を図7に基づいて説明する。この第2の実施形態に係る露光装置は、ステージ制御装置の機能(すなわちステージ制御装置の機能ブロック図)の一部が、前述した第1の実施形態の露光装置100と相違するが、その他の部分の構成及び作用等は同様になっている。従って、以下では、重複説明を避ける観点から、上記の相違点を中心に説明する。また、同様の観点から、第1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用いると共に、その説明を省略するものとする。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The exposure apparatus according to the second embodiment differs from the
図7には、本第2の実施形態に係る露光装置のウエハテーブルWTBの位置制御に関連する制御系の構成が、機能ブロック図にて示されている。この図7に示されるステージ制御装置20’の機能ブロック図は、走査露光時におけるものを示し、ステージ制御装置20’を構成するマイクロプロセッサにより実行される種々の制御プログラム(ソフトウェア)によって実現される機能の一部をブロック化して示したものである。なお、図7の機能ブロック図に示される構成要素の一部に対応するハードウェアを設けても良いことは勿論である。
FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration of a control system related to position control of wafer table WTB of the exposure apparatus according to the second embodiment. The functional block diagram of the
この図7において、ステージ制御装置20’は、ステージ位置指令生成部20a、変換部20b、ウエハステージ制御部20c、テーブル位置指令生成部20d、演算部20e、テーブル制御部20f及び補正部20j等を備えている。この他、ステージ制御装置20’は、レチクルステージ駆動部12を制御するレチクルステージ制御部、及び第2防振機構66A〜66Cの制御系(ベース位置指令生成部、ベース制御部など)等をも備えているが、ここではそれらについての図示等は省略する。
In FIG. 7, a
この図7の機能ブロック図と図5の機能ブロック図とを比較すると明らかなように、本第2の実施形態では、補正情報をベース位置指令生成部に対して出力していた前述の補正部20iに代えて、補正情報をアクチュエータ21A〜21Cの制御系に対して出力する補正部20jが設けられている点が前述の第1の実施形態と相違している。
As is apparent from a comparison between the functional block diagram of FIG. 7 and the functional block diagram of FIG. 5, in the second embodiment, the above-described correction unit that has output the correction information to the base position command generation unit. Instead of 20i, a
補正部20jは、テーブル制御部20fからの前述の位置偏差(ΔZ21A、ΔZ21B、ΔZ21C)の入力に基づいて、所定の演算(座標変換演算を含む)を行って補正情報(Z’,θx’,θy’)を算出し、テーブル位置指令生成部20dと減算部P2との間に設けられた加算部P4に出力している。この結果、この補正部20jからの補正情報(Z’,θx’,θy’)とテーブル位置指令生成部20dからの位置指令(0,0,0)との加算値(Z’,θx’,θy’)、すなわち補正情報(Z’,θx’,θy’)が加算部P4から減算部P2に対して実質的な目標値として出力される。このように、本第2の実施形態では、上記の補正情報が、テーブル位置指令生成部20dからの位置指令(0,0,0)、すなわちウエハテーブルWTBの目標位置に対するオフセットとして与えられる。そして、減算部P2は、補正情報(Z’,θx’,θy’)と演算部20eで求められた位置情報(Z、θx,θy)との差である位置偏差(ΔZ(=Z’−Z)、Δθx(=θx’−θx)、Δθy(=θy’−θy))を算出し、テーブル制御部20fに出力する。
The
この結果、テーブル制御部20fによって、位置偏差(ΔZ、Δθx、Δθy)を動作信号として、その位置偏差(ΔZ、Δθx、Δθy)を零に近づけるようなアクチュエータ21A〜21Cの制御が、前述の第1の実施形態と同様にして行われる。
As a result, the
ここで、ウエハWのフォーカス・レベリング動作に際しては、ウエハW上の露光領域IA部分が像面に一致するようなウエハテーブルWTBのZ位置及びチルト制御が、多点AF系(42a,42b)の計測結果に基づいて行われる。このとき、アクチュエータ21A〜21Cが指令値通りに駆動されない場合、その指令値に対する誤差がエンコーダ23A〜23Cを介して検出され、その誤差に応じた位置偏差(ΔZ21A、ΔZ21B、ΔZ21C)がテーブル制御部20fから補正部20jに入力され、該補正部20jによって、所定の座標変換演算を含む演算が行われ、上記誤差をキャンセルするためのZ、θx,θy方向の補正情報(Z’,θx’,θy’)が求められ、その補正情報(Z’,θx’,θy’)が加算部P4に出力される。そして、前述の如く、加算部P4から減算部P2に対して補正情報(Z’,θx’,θy’)が実質的な目標値として出力され、この目標値と演算部20eで求められた位置情報(Z、θx,θy)との差である位置偏差を動作信号としテーブル制御部20fによってアクチュエータ21A〜21Cの駆動が行われる。
Here, during the focus / leveling operation of the wafer W, the Z position and tilt control of the wafer table WTB such that the exposure area IA on the wafer W coincides with the image plane is controlled by the multipoint AF system (42a, 42b). This is performed based on the measurement result. At this time, when the
また、本第2の実施形態では、図示は省略したが、ベース位置指令生成部20gは、前述した基本指令値をサーボ目標値Z’66A,Z’66B,Z’66Cとして減算部P3に出力する。このサーボ目標値に応じてベース制御部20hを介して第2防振機構66A〜66Cが駆動される。
Although not shown in the second embodiment, the base position
なお、その他の部分の構成等は、前述した第1の実施形態と同様になっている。 The configuration of the other parts is the same as that of the first embodiment described above.
上述のように構成された本第2の実施形態に係る露光装置によると、前述した第1の実施形態と同等の効果を得ることができる他、補正情報に基づいて、第2防振機構66A〜66C(ステージベース71)に比べて高応答なアクチュエータ21A〜21Cを駆動するので、より確実にAF正逆差などのウエハテーブルWTBのXYステージ28に対する駆動状態の差によって生じるウエハ等の制御誤差の発生を抑制することが可能になる。
According to the exposure apparatus according to the second embodiment configured as described above, it is possible to obtain the same effects as those of the first embodiment described above, and based on the correction information, the second
なお、上記第1、第2の実施形態で説明したステージ制御装置20、20’の機能ブロック図は、一例であって、本発明がこれに限定されないことは勿論である。例えば、第1の実施形態において、エンコーダ23A〜23Cの出力及びテーブル制御部20fの出力を補正部20iにそれぞれ直接入力して、補正部20iが、それらの出力に基づいてアクチュエータ21A〜21Cの駆動状態を推定し、その推定した駆動状態と干渉計システムの計測値とに基づいて、補正情報を算出することとしても良い。あるいは、上記第1の実施形態と同様の構成を採用するとしても、例えばテーブル制御部20fの内部構成を変更しても良い。例えば、エンコーダ23A〜23Cの出力をテーブル制御部20fの内部に入力後、その出力を微分及び座標変換し、その座標変換後の速度情報とコントローラから出力されるZ、θx、θy方向に関する速度指令値との偏差を算出することとしても良い。この場合には、その偏差(速度偏差)を動作信号として加速度の指令値を算出するコントローラと、該コントローラの出力を干渉計システム18の計測値を考慮してアクチュエータ21A〜21Cに対する指令値に変換する演算を行う部分とを設けることが必要となる。このように、ステージ制御装置20、20’の内部構成は、種々考えられるが、要は、エンコーダ23A〜23Cの計測値に基づいて、アクチュエータ21A〜21Cの動作状態を認識し、この動作状態に応じた補正情報を用いて、アクチュエータ21A〜21C及び第2防振機構66A〜66Cの少なくとも一方を制御することで、ウエハW(ウエハテーブルWTB)の光軸AX方向(Z軸方向)及びXY面に対する傾斜方向(θx方向、θy方向)の少なくとも一方向に関する位置制御を行うものであれば良い。
It should be noted that the functional block diagrams of the
なお、上記各実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用される場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、又はプロミキシティ方式の露光装置などにも本発明を適用することができる。 In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described. However, the present invention is not limited to this, and step-and-stitch is used. The present invention can also be applied to an exposure apparatus of a system type or an exposure apparatus of a proximity system.
また、上記各実施形態の露光装置におけ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し、投影光学系PLは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。 Further, the magnification of the projection optical system in the exposure apparatus of each of the above embodiments may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system, and the projection optical system PL is not only a refraction system but also a reflection system and a catadioptric system. Either of them may be used, and the projected image may be either an inverted image or an erect image.
なお、上記各実施形態では、露光装置100が、照明光ILとしてArFエキシマレーザ光を用いる場合について説明したが、これに限らず、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)は勿論、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(例えばg線、i線など)や、波長が170nm以下の光、例えばF2レーザ光(波長157nm)、Kr2レーザ光(波長146nm)等の他の真空紫外光を用いても良い。
In each of the embodiments described above, the case where the
また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(Er)(又はエルビウムとイッテルビウム(Yb)の両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 Further, for example, not only laser light output from each of the above light sources as vacuum ultraviolet light, but also single wavelength laser light in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser, for example, erbium (Er) A harmonic that is amplified by a fiber amplifier doped with erbium and ytterbium (Yb) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
また、本発明の露光装置では、照明光として波長100nm以上の光に限らず、波長100nm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、70nm以下のパターンを露光するために、SORやプラズマレーザを光源として、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を発生させるとともに、その露光波長(例えば13.5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたEUV露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に適用できる。さらに、例えば国際公開WO99/49504号パンプレットなどに開示される、投影光学系とウエハとの間に液体(例えば純水など)が満たされる液浸型露光装置、あるいはステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置なども、本発明を好適に適用できる。さらに、照明光ILとして紫外光などだけでなく、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置、X線露光装置などにも本発明を好適に適用できる。 In the exposure apparatus of the present invention, it is needless to say that the illumination light is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used. For example, in recent years, in order to expose a pattern of 70 nm or less, EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) is generated using an SOR or a plasma laser as a light source, and its exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway. In this apparatus, a configuration in which scanning exposure is performed by synchronously scanning the mask and the wafer using arc illumination is conceivable, so that the present invention can also be suitably applied to such an apparatus. Further, for example, an immersion type exposure apparatus disclosed in International Publication WO99 / 49504, etc., in which a liquid (for example, pure water) is filled between the projection optical system and the wafer, or a step-and-stitch method. The present invention can also be suitably applied to an exposure apparatus or a proximity type exposure apparatus. Furthermore, the present invention can be suitably applied not only to ultraviolet light as illumination light IL but also to an exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, and the like that use a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子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、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、有機EL、DNAチップなど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。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。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、螢石、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。 The present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element. An exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a device used for manufacturing a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used for manufacturing an imaging device (CCD or the like), micromachine, organic EL, DNA chip, and the like. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern. 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, meteorite, 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.
なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記各実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。 The semiconductor device is formed on the mask by the step of designing the function and performance of the device, the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus of each of the above embodiments. It is manufactured through a lithography step for transferring the pattern onto the photosensitive object, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like.
以上説明したように、本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子などのマイクロデバイスの製造に適している。 As described above, the exposure apparatus of the present invention is suitable for manufacturing micro devices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements.
12…レチクルステージ駆動部(同期駆動系の一部)、20…ステージ制御装置(制御装置)、21A〜21C…アクチュエータ(駆動機構)、23A〜23C…エンコーダ(センサ)、29…XY駆動部(同期駆動系の一部)、60a…受光系(多点焦点位置検出系の一部)、60b…照射系(多点焦点位置検出系の一部)、66A〜66C…第2防振機構(駆動装置)、71…ステージベース(定盤)、100…露光装置、R…レチクル(マスク)、PL…投影光学系、W…ウエハ(物体)、WST…ウエハステージ(ステージ)、WTB…ウエハテーブル(テーブル)、RST…レチクルステージ(マスクステージ)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記投影光学系の光軸に直交する面内で移動するステージと;
前記物体が載置されるテーブルと;
前記ステージ上で、前記テーブルを前記投影光学系の光軸方向及び前記光軸に直交する面に対する傾斜方向に駆動可能な駆動機構と;
前記駆動機構による前記ステージに対する前記テーブルの駆動量を検出するセンサと;
前記物体と基準面との所定の位置関係を維持するため前記駆動機構を介して前記テーブルを前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に駆動しつつ、前記ステージを移動させ、その移動中に前記センサの検出値を取得し、その取得したセンサの検出値に基づいて、前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に関する前記物体の位置を制御する制御装置と;を含む露光装置。 An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object via a projection optical system,
A stage that moves in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system;
A table on which the object is placed;
A driving mechanism capable of driving the table in the direction of the optical axis of the projection optical system and the direction of inclination with respect to a plane orthogonal to the optical axis on the stage;
A sensor for detecting a driving amount of the table with respect to the stage by the driving mechanism;
In order to maintain a predetermined positional relationship between the object and a reference plane, the stage is moved while the table is driven in at least one of the optical axis direction and the tilt direction via the drive mechanism, and the table is being moved. An exposure apparatus that acquires a detection value of the sensor and controls a position of the object in at least one of the optical axis direction and the tilt direction based on the acquired detection value of the sensor.
前記定盤を前記投影光学系の光軸方向及び前記光軸に直交する面に対する傾斜方向に駆動可能な駆動装置と;を更に備え、
前記制御装置は、前記駆動機構及び前記駆動装置の少なくとも一方を制御することで、前記物体の前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に関する位置制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 A surface plate on which the moving surface of the stage is formed;
A driving device capable of driving the surface plate in an optical axis direction of the projection optical system and an inclination direction with respect to a plane orthogonal to the optical axis;
2. The control device according to claim 1, wherein the control device performs position control of at least one of the optical axis direction and the tilt direction of the object by controlling at least one of the driving mechanism and the driving device. The exposure apparatus described.
前記基準面は、前記多点焦点位置検出系の各検出点における前記位置情報を検出する受光素子の検出原点によって規定される面であり、所定の位置関係は、前記基準面と前記物体表面とがほぼ一致する関係であることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 A multi-point focal position detection system that detects position information of the object surface in the optical axis direction at a plurality of detection points in the field of view of the projection optical system;
The reference plane is a plane defined by a detection origin of a light receiving element that detects the position information at each detection point of the multipoint focal position detection system, and a predetermined positional relationship is defined between the reference plane and the object surface. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the relationship is substantially coincident.
前記マスクステージと同期して前記ステージを所定方向に移動させる駆動系と;を更に備える請求項1〜4のいずれか一項に記載の露光装置。
A mask stage on which the mask is placed;
An exposure apparatus according to claim 1, further comprising: a drive system that moves the stage in a predetermined direction in synchronization with the mask stage.
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