JP2006253469A - Stage device and exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体を搭載して移動するステージ装置であって、物体の位置をレーザ干渉計を用いて計測するステージ装置に関するものである。さらに、本発明はこのようなステージ装置を備えた露光装置に関するものである。 The present invention relates to a stage apparatus that moves with an object mounted thereon, and relates to a stage apparatus that measures the position of the object using a laser interferometer. Furthermore, the present invention relates to an exposure apparatus provided with such a stage apparatus.
露光装置はウェハまたはレチクルを位置決めするためのステージ装置を備える。ステージ装置において、ウェハまたはレチクルの位置を計測するために干渉計が一般に用いられている。 The exposure apparatus includes a stage device for positioning a wafer or a reticle. In a stage apparatus, an interferometer is generally used to measure the position of a wafer or a reticle.
図9は特許文献1におけるレーザ干渉計を用いた位置計測方法を示す図である。図9において、ウェハチャック40に保持されたウェハの位置を計測するために、レーザ干渉計41a〜41c、42a〜42bから照射される計測光を微動ステージ45に設けられたミラー43、44に反射させる。
FIG. 9 is a diagram showing a position measurement method using a laser interferometer in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 9, in order to measure the position of the wafer held on the
微動ステージ45は粗動ステージ(不図示)上に設けられており、粗動ステージとともに長ストロークで移動する。レーザ干渉計41a〜41c、42a〜42bは露光装置の投影レンズ(不図示)を支持する鏡筒支持体(不図示)に固定されている。
The
微動ステージ45のX方向における位置を計測するミラー43はY方向に沿って長くなっている。これにより微動ステージ45がY方向に長ストロークで移動したとしても、X方向の位置を計測するレーザ干渉計41a〜41cからの計測光がミラーから外れないようになっている。
The
同様に微動ステージ45のY方向における位置を計測するミラー44はX方向に沿って長くなっている。これにより微動ステージ45がX方向に長ストロークで移動したとしても、Y方向の位置を計測するレーザ干渉計41a〜41cからの計測光がミラーから外れないようになっている。
Similarly, the mirror 44 for measuring the position of the
また、レーザ干渉計を複数設けることで微動ステージの回転方向における位置が計測可能となっている。
上述のように、微動ステージに設けられたミラーに干渉計から照射される計測光を反射させることによってウエハの位置を計測する方法だと、ウエハ上の計測すべき位置とミラーとの間の距離が変動しないことが前提となっている。 As described above, in the method of measuring the position of the wafer by reflecting the measurement light emitted from the interferometer to the mirror provided on the fine movement stage, the distance between the position to be measured on the wafer and the mirror It is assumed that will not fluctuate.
しかしながら、ステージ加減速時の慣性力などによって微動ステージの変形が生じてしまった場合には、計測すべき位置とミラーとの間の距離が変動してしまう。このような距離の変動は、計測誤差の要因となってしまい、高精度な位置決めの妨げとなってしまう。 However, when the fine movement stage is deformed due to inertial force during stage acceleration / deceleration, the distance between the position to be measured and the mirror fluctuates. Such a variation in distance causes a measurement error and hinders highly accurate positioning.
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、干渉計を用いて位置計測を行うステージ装置において、ステージ本体の変形等による計測誤差の影響を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the influence of measurement errors due to deformation of the stage body in a stage apparatus that performs position measurement using an interferometer.
上述の目的を達成するために本発明において、長ストロークで移動可能な粗動ステージと、該粗動ステージに対して短ストロークで移動可能な微動ステージと、該微動ステージ上に固定され、基板または原版を保持する保持部材を有するステージ装置であって、前記ステージ装置は位置計測のための干渉計システムを備え、前記干渉計システムは、計測光を照射する干渉計と、該干渉計から照射される計測光を反射する反射部とを有し、前記反射部は前記保持部材に設けられることを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the present invention, a coarse movement stage movable with a long stroke, a fine movement stage movable with a short stroke with respect to the coarse movement stage, and fixed on the fine movement stage, a substrate or A stage apparatus having a holding member for holding an original plate, wherein the stage apparatus includes an interferometer system for position measurement, and the interferometer system is irradiated with an interferometer that emits measurement light and the interferometer. And a reflection part that reflects the measurement light. The reflection part is provided on the holding member.
また、本発明において露光装置は、このようなステージ装置を用いて基板または原版あるいはその双方を位置決めすることを特徴としている。 In the present invention, the exposure apparatus is characterized in that the substrate and / or the original plate are positioned using such a stage apparatus.
また、本発明においてデバイス製造方法は、このような露光装置を用いてウエハを露光する工程と、前記ウエハを現像する工程とを備えることを特徴としている。 In the present invention, the device manufacturing method includes a step of exposing a wafer using such an exposure apparatus and a step of developing the wafer.
本発明によれば、干渉計を用いて位置計測を行うステージ装置において、ステージ本体の変形等による計測誤差の影響を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the stage apparatus which measures a position using an interferometer, the influence of the measurement error by a deformation | transformation etc. of a stage main body can be reduced.
以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。 The embodiment described below is an example as means for realizing the present invention, and should be appropriately modified or changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions.
[実施例1]
図1は実施例1における露光装置の概要を示す図である。露光装置は、照明部7、パターンを有するレチクルを移動するレチクルステージ、投影レンズ9、ウェハを移動するウェハステージを有する。照明部7はパターンを照明して、照明されたパターンが投影レンズ9によってウェハ上に投影される。
[Example 1]
FIG. 1 is a view showing an outline of an exposure apparatus in the first embodiment. The exposure apparatus includes an
ここで投影レンズとは、露光装置で用いられる投影光学系の一例であり、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子を少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。 Here, the projection lens is an example of a projection optical system used in an exposure apparatus, and is an optical system including only a plurality of lens elements, and an optical system (catadioptric optics) including a plurality of lens elements and at least one concave mirror. System), an optical system having a plurality of lens elements and at least one diffractive optical element such as a kinoform, an all-mirror optical system, and the like can be used.
ウェハステージは平面方向に長ストロークで移動可能な粗動ステージ13と、粗動ステージに搭載されて粗動ステージに対して短ストロークで移動可能な微動ステージ2と、微動ステージ2上に固定され、ウェハを保持するウェハチャック(保持部材)1を有する。
The wafer stage is fixed on the
粗動ステージ13は、図3のようにX方向に長いXガイド14と、Y方向に長いYガイド15が内部を貫通している。これらのガイドに沿って粗動ステージはXY方向に案内される。Xガイド14はリニアモータ16によってY方向に移動し、Yガイド15は不図示のリニアモータによってX方向に移動するため、粗動ステージはそれぞれのガイドから力を受けてXY方向に移動する。
As shown in FIG. 3, the coarse moving
微動ステージ2は、粗動ステージと微動ステージ間に設けられたリニアモータ17によって粗動ステージに対してX,Y,Z方向、ωx(X軸周りの回転方向),ωy(Y軸周りの回転方向),ωz(Z軸周りの回転方向)に短ストロークで移動可能である。これにより、高精度な位置決めを微動ステージで行うことが可能となる。
The
図2および図3は、ウェハステージの位置計測を説明するための図である。 2 and 3 are diagrams for explaining the position measurement of the wafer stage.
ウェハステージは、位置計測のための干渉計システムを備える。干渉計システムは、計測のための光を照射する光源と、光を参照光と計測光に分割するための分割器を含む干渉計と、分割された参照光および計測光をそれぞれ反射するミラーと、ミラーに反射された計測光と参照光の干渉光を検出する検出器を有する。 The wafer stage includes an interferometer system for position measurement. The interferometer system includes a light source that emits light for measurement, an interferometer that includes a splitter for dividing the light into reference light and measurement light, a mirror that reflects the divided reference light and measurement light, respectively And a detector for detecting interference light between the measurement light reflected by the mirror and the reference light.
本実施例において、ウェハステージは微動ステージの位置を計測するための第1干渉計システムと、微動ステージに対するウェハチャックの位置を計測するための第2干渉計システムとを備える。 In this embodiment, the wafer stage includes a first interferometer system for measuring the position of the fine movement stage and a second interferometer system for measuring the position of the wafer chuck with respect to the fine movement stage.
はじめに第1干渉計システムについて説明する。 First, the first interferometer system will be described.
投影レンズ9は粗動ステージおよび微動ステージとは独立した鏡筒支持体10によって支持され、干渉計5a〜5c、6a〜6b(図1において不図示)は鏡筒支持体10に固定されている。ここで、干渉計は不図示の光源から照射される光(たとえばレーザ光)を参照光と計測光に分割する分割器(たとえば、ハーフミラーや偏向ビームスプリッタなど)を含むものである。
The
分割された計測光は微動ステージ2に設けられたミラー3、4によって反射されて、分割された参照光は干渉計内部の基準ミラー(不図示)によって反射される。反射された計測光と参照光は不図示の検出器へと導光される。検出器によって計測光と参照光の干渉光を検出し演算することで、微動ステージ2と鏡筒支持体10との相対位置を計測することができる。
The divided measurement light is reflected by mirrors 3 and 4 provided on
つぎに第2干渉計システムについて説明する。 Next, the second interferometer system will be described.
微動ステージ2上にはウェハチャック1のXY方向における位置を計測するための干渉計19,20が設けられている(図3)。干渉計19,20の構成は前述の干渉計5a〜5c、6a〜6bと同様である。ウェハチャック1の側面にはX方向に垂直な反射面を有するミラー29とY方向に垂直な反射面を有するミラー30が設けられる。これらのミラーは、干渉計19,20から照射される計測光があたる範囲だけの大きさを有していればよい。
不図示の光源から照射される光(たとえばレーザ光)は、粗動ステージのXガイドに設けられたミラー31と、Yガイドに設けられたミラー32によって、干渉計19,20に導光される。干渉計19,20は光源から照射された光を計測光と参照光に分割し、計測光はウェハチャック側面のミラー29,30によって反射され、参照光は微動ステージ2上に設けられた干渉計19,20内の基準ミラー(不図示)によって反射される。反射された計測光と参照光は微動ステージ2の外部に設けられた検出器へと導光される。検出器によって計測光と参照光の干渉光を検出し演算することで、微動ステージ2とウェハチャック1との相対位置を計測することができる。ここで、検出器はXガイド、Yガイド、粗動ステージ(ステージ可動部)のいずれかに設けることも可能である。
Light (for example, laser light) emitted from a light source (not shown) is guided to the
上述の計測結果を用いて微動ステージ2を駆動するリニアモータ等を制御することによって、高精度な位置決めが可能となる。
By controlling a linear motor or the like that drives the
本実施例において、ウェハチャック1に干渉計の計測光を反射させるためのミラーを設けることによって、鏡筒支持体10とウェハチャック1の相対位置を計測が可能となり、微動ステージ2の変形が及ぼす計測誤差を低減することができる。
In this embodiment, by providing the wafer chuck 1 with a mirror for reflecting the measurement light of the interferometer, the relative position between the lens barrel support 10 and the wafer chuck 1 can be measured, and the
また、本実施例において、鏡筒支持体10と微動ステージ2の相対位置と、微動ステージ2とウェハチャック1の相対位置をそれぞれ計測することによって鏡筒支持体10とウェハチャック1の相対位置を計測している。これによれば、ウェハチャック1に設けるミラーを小さくすることができる。
Further, in this embodiment, the relative position between the lens barrel support 10 and the wafer chuck 1 is measured by measuring the relative position between the lens barrel support 10 and the
なお、本実施例において、X方向およびY方向の例のみを示したが、ωz方向にも適用できる。Z方向、ωx方向、ωy方向に適用した例については実施例2で説明する。 In the present embodiment, only examples of the X direction and the Y direction are shown, but the present invention can also be applied to the ωz direction. An example applied to the Z direction, the ωx direction, and the ωy direction will be described in the second embodiment.
(変形例)
実施例1の変形例について図4を用いて説明する。以下に記載する点以外は上述の実施例と同様であるものとする。
(Modification)
A modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. Except for the points described below, it is the same as the above-described embodiment.
上述の実施例において、干渉計19,20の分割器によって分割された参照光は、干渉計内部のミラーに反射させていたが、本変形例では参照光を鏡筒支持体10に固定されたミラー24,25に反射させている。
In the above-described embodiment, the reference light divided by the dividers of the
ミラー24,25によって反射された参照光は、ウェハチャック側面のミラーに反射させた計測光とともに検出器に導光される。検出器によって計測光と参照光の干渉光を検出し演算することで、鏡筒支持体10とウェハチャック1との相対位置を計測することができる。
The reference light reflected by the
本変形例によれば、ミラー24、25を外部に配置することができるため、微動ステージ2を軽量化することができる。
According to this modification, since the
[実施例2]
実施例2はウェハステージのZ方向における位置を計測した例である。図5において、粗動ステージ13上に微動ステージ2が搭載され、微動ステージ2上にはウェハチャック1が搭載される。
[Example 2]
Example 2 is an example in which the position of the wafer stage in the Z direction is measured. In FIG. 5,
微動ステージ2にはウェハチャック1のXY方向における位置を計測するための干渉計22が設けられている。干渉計22の構成は実施例1における干渉計5a〜5c、6a〜6bと同様である。ウェハチャック1の裏面にはZ方向に垂直な反射面を有するミラー33が設けられる。ミラー33は、干渉計22から照射される計測光があたる範囲だけの大きさを有していればよい。
The
不図示の光源から照射される光(たとえばレーザ光)は、粗動ステージのXガイドに設けられたミラーによって、干渉計22に導光される。干渉計28は光源から照射された光を計測光と参照光に分割し、計測光はウェハチャック裏面のミラーによって反射され、参照光は微動ステージ2に設けられた干渉計内の基準ミラー(不図示)によって反射される。反射された計測光と参照光は微動ステージ2の外部に設けられた検出器へと導光される。検出器によって計測光と参照光の干渉光を検出し演算することで、微動ステージ2とウェハチャック1とのZ方向における相対位置を計測することができる。ここで、検出器はXガイド、Yガイド、粗動ステージ(ステージ可動部)のいずれかに設けることも可能である。
Light (for example, laser light) emitted from a light source (not shown) is guided to the interferometer 22 by a mirror provided on the X guide of the coarse movement stage. The interferometer 28 divides the light emitted from the light source into measurement light and reference light, the measurement light is reflected by a mirror on the back surface of the wafer chuck, and the reference light is a reference mirror (non-standard mirror) provided in the
さらに不図示の鏡筒支持体と微動ステージとのZ方向における相対位置を計測することで、結果として鏡筒支持体とウェハチャックとのZ方向における相対位置が計測できる。 Furthermore, by measuring the relative position in the Z direction between a lens barrel support (not shown) and the fine movement stage, as a result, the relative position in the Z direction between the lens barrel support and the wafer chuck can be measured.
上述の計測結果を用いて微動ステージ2を駆動するリニアモータ等を制御することによって、高精度な位置決めが可能となる。
By controlling a linear motor or the like that drives the
(変形例)
実施例2の変形例について図6を用いて説明する。以下に記載する点以外は実施例2と同様であるものとする。
(Modification)
A modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is the same as the second embodiment except for the points described below.
上述の実施例において、干渉計から照射された参照光は、干渉計内部のミラーに反射させていたが、本変形例では参照光を鏡筒支持体10に固定されたミラー23に反射させている。また、干渉計は微動ステージに設けることもできるが、微動ステージを軽量化するために粗動ステージに設けている。 In the above-described embodiment, the reference light emitted from the interferometer is reflected by the mirror inside the interferometer. However, in this modification, the reference light is reflected by the mirror 23 fixed to the lens barrel support 10. Yes. The interferometer can be provided on the fine movement stage, but is provided on the coarse movement stage in order to reduce the weight of the fine movement stage.
不図示の光源から照射される光(たとえばレーザ光)は、粗動ステージのXガイドに設けられたミラーによって、干渉計22に導光される。干渉計22は光源から照射された光を計測光と参照光に分割し、ミラー23によって反射された参照光は、ウェハチャック裏面のミラーに反射させた計測光とともに検出器に導光される。検出器によって計測光と参照光の干渉光を検出し演算することで、鏡筒支持体10とウェハチャック1との相対位置を計測することができる。 Light (for example, laser light) emitted from a light source (not shown) is guided to the interferometer 22 by a mirror provided on the X guide of the coarse movement stage. The interferometer 22 divides the light emitted from the light source into measurement light and reference light, and the reference light reflected by the mirror 23 is guided to the detector together with the measurement light reflected by the mirror on the back surface of the wafer chuck. The relative position between the lens barrel support 10 and the wafer chuck 1 can be measured by detecting and calculating the interference light of the measurement light and the reference light by the detector.
本変形例によれば、ミラー23をステージ外に配置することができるため、微動ステージ2を軽量化することができる。
According to this modification, since the mirror 23 can be disposed outside the stage, the
なお、本実施例では実施例1と同様にZ方向だけでなくωx方向、ωy方向に適用することができる。 Note that the present embodiment can be applied not only in the Z direction but also in the ωx direction and the ωy direction, as in the first embodiment.
(上述の露光装置を用いたデバイス製造方法の例)
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図7は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク作製)では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
(Example of device manufacturing method using the above exposure apparatus)
Next, a semiconductor device manufacturing process using this exposure apparatus will be described. FIG. 7 is a diagram showing a flow of an entire manufacturing process of a semiconductor device. In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask fabrication), a mask is fabricated based on the designed circuit pattern.
一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ7でこれを出荷する。
On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by using the above-described exposure apparatus and lithography technology using the above-described mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and is an assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. Process. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. A semiconductor device is completed through these processes, and is shipped in
上記ステップ4のウエハプロセスは以下のステップを有する(図8)。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するCVDステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップ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を形成する。 The wafer process in Step 4 has the following steps (FIG. 8). An oxidation step for oxidizing the surface of the wafer, a CVD step for forming an insulating film on the wafer surface, an electrode formation step for forming electrodes on the wafer by vapor deposition, an ion implantation step for implanting ions on the wafer, and applying a photosensitive agent to the wafer A resist processing step, an exposure step for transferring the circuit pattern to the wafer after the resist processing step by the above exposure apparatus, a development step for developing the wafer exposed in the exposure step, and an etching step for scraping off portions other than the resist image developed in the development step A resist stripping step that removes the resist that has become unnecessary after etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
1 ウェハチャック
2 微動ステージ
3 Xミラー
4 Yミラー
5a〜5c X干渉計
6a〜6c Y干渉計
7 照明部
8 レチクル
9 投影レンズ
10 鏡筒支持体
11 ステージ定盤
12 Z変位センサ
13 粗動ステージ
14 Xガイド
15 Yガイド
16 Yリニアモータ
17 微動リニアモータ
18〜20 干渉計
22 干渉計
23 ミラー
24,25 鏡筒支持体に固定されたミラー
29,30 チャックに設けられたミラー
31,32 ガイドに設けられたミラー
33 Zミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
計測光を照射する干渉計と、該干渉計から照射される計測光を反射する反射部とを有し、前記反射部は前記保持部材に設けられることを特徴とするステージ装置。 A stage apparatus having a coarse movement stage movable with a long stroke, a fine movement stage movable with a short stroke with respect to the coarse movement stage, and a holding member fixed on the fine movement stage and holding a substrate or an original plate. The stage apparatus includes an interferometer system for position measurement, and the interferometer system includes:
A stage apparatus comprising: an interferometer that irradiates measurement light; and a reflection portion that reflects measurement light emitted from the interferometer, wherein the reflection portion is provided on the holding member.
前記干渉計は前記光を計測光と参照光に分割する分割器を有することを特徴する請求項1〜3のいずれかに記載のステージ装置。 The interferometer system includes a light source that emits light for position measurement,
The stage apparatus according to claim 1, wherein the interferometer includes a splitter that divides the light into measurement light and reference light.
前記ウエハを現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。
Exposing the wafer using the exposure apparatus according to claim 9;
And a step of developing the wafer.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005069168A JP2006253469A (en) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | Stage device and exposure apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101226807B1 (en) | 2011-04-01 | 2013-01-25 | 한국과학기술원 | Stage Device for transfering a Specimen and Drive Method of the Same |
-
2005
- 2005-03-11 JP JP2005069168A patent/JP2006253469A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101226807B1 (en) | 2011-04-01 | 2013-01-25 | 한국과학기술원 | Stage Device for transfering a Specimen and Drive Method of the Same |
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