JP2007088040A

JP2007088040A - 露光装置

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Publication number: JP2007088040A
Application number: JP2005272224A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Okada; 芳幸岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-04-05

Abstract

【課題】液浸露光装置において液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱の影響を抑制し、より精密なウエハーステージ制御を可能として高解像度な露光装置を提供する。
【解決手段】液浸媒体を露光領域に供給する液浸供給手段７２と露光領域の液浸媒体を回収する液浸回収手段８２とウエハーを搭載するステージ３０と該ステージを制御するステージ制御手段１０とを有し、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに印加される外乱力を算出する外乱演算手段２０と該外乱演算手段からの信号に基づき前記ステージ制御手段により外乱力を打ち消すよう前記ステージが制御される露光装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置におけるステージ制御装置に関し、特に液浸露光を行う際に発生する外乱を抑制してより精度の高いステージ制御を可能とするステージ制御装置に関するものである。

近年のＩＣやＬＳＩ等の半導体集積回路は益々微細化が進み、それに伴い半導体露光装置のパターン転写能力も更なる高解像度が要求されている。露光装置における解像度：Ｒｅｓは下式で表される。

Ｒｅｓ＝ｋ₁・λ／ＮＡ（１）
ｋ₁はプロセスファクタ、λは露光光源波長、ＮＡは開口数である。

より微細な解像度を得るには、波長を短くするか、もしくはＮＡを大きくする必要がある。露光光源としては、λ＝２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、λ＝１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ等があり、ＮＡを大きくする一つの方法としては、液浸露光がある。この液浸露光では、パターンをウエハーに転写する投影光学系の最下面とウエハーとの間に屈折率ｎの媒体を介在させて露光を行う。投影光学系の最下面からウエハーへの転写光の入射角度をθとすると、ＮＡは下式で表される。

ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθ （２）
例えば、液浸媒体に水を使用すると、水の屈折率ｎ＝１．４４より、解像度を１／１．４４倍向上させることができ、より波長の短い新たな露光光源を用いることなく解像度の向上が可能となる。

一般に、液浸媒体は液浸供給ノズルにより投影光学系の最下面とウエハーの間の僅かなギャップ間に供給され、露光エリアを通過した後、液浸回収ノズルにより回収される。走査型露光装置では回路パターンの原版を保持するレチクルステージとウエハーを保持するウエハーステージは同期して走査され、露光はレチクルステージとウエハーステージが反対方向に等速運動している際に行われる。一般的には、レチクルとウエハーの投影倍率は４：１で、レチクルステージとウエハーステージの走査速度比も４：１である。各走査速度は、生産性向上のためより高速な駆動が要求され、ウエハーステージの走査速度は数百ｍｍ／ｓに達している。その一方で、解像度向上によりステージはより精密な制御が要求され、位置誤差をｎｍオーダ以下に抑制する必要がある。

又、別の従来例としては、特許文献１をあげることが出来る。
特開2005-123305号公報

しかしながら液浸供給ノズルからの液浸供給の際にウエハーは部分的に加圧外乱が印加され、液浸回収ノズルによる液浸回収の際にウエハーは部分的に減圧外乱が印加され、これらの外乱によりウエハーステージの位置誤差が発生し、ひいては解像度が損なわれると言う問題が発生する。また、これらの外乱によりウエハーが僅かに変形し、結果として解像度が損なわれる可能性がある。

これらの点に鑑み、本発明は、液浸露光装置において液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱の影響を抑制し、より精密なウエハーステージ制御を可能として高解像度な露光装置を提供することを目的とする。また、液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱により発生するウエハーの変形を抑制し、高解像度な露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る露光装置は、液浸媒体を露光領域に供給する液浸供給手段と露光領域の液浸媒体を回収する液浸回収手段とウエハーを搭載するステージと該ステージを制御するステージ制御手段とを有し、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに印加される外乱力を算出する外乱演算手段と該外乱演算手段からの信号に基づき前記ステージ制御手段により外乱力を打ち消すよう前記ステージが制御されることを特徴とする。

前記外乱演算手段は、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力および前記ステージに対する液浸印加角度より前記ステージに対する垂直方向の印加力を求める第１の演算部と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力および前記ステージに対する液浸吸引角度より前記ステージに対する垂直方向の吸引力を求める第２の演算部と前記第１の演算部と前記第２の演算部と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに対するモーメント力を算出する第３の演算部より構成され、該第３の演算部からの信号に基づき前記ステージ制御手段をフィードフォワード制御するよう構成されてもよい。

また、前記外乱演算手段の第1の演算部は、前記液浸供給手段における供給流量または供給流速と前記液浸供給手段の開口部寸法より供給流速または供給流量を算出し前記供給流量と前記供給流速と前記液浸媒体の密度により印加力を算出し、前記外乱演算手段の第２の演算部は前記液浸回収手段における回収流量または回収流速と前記液浸回収手段の開口部寸法より回収流速または回収流量を算出し前記回収流量と前記回収流速と前記液浸媒体の密度により吸引力を算出するよう構成されてもよい。

また、前記外乱演算手段の第３の演算部は前記ステージの平面をＸ軸、Ｙ軸、高さ方向をＺ軸とした場合、前記ステージの重心位置を原点として前記ステージ制御信号と前記液浸供給手段より供給される液浸媒体の重心位置座標と前記第１の演算部からの前記印加力と前記液浸回収手段より回収される液浸媒体の重心位置座標と前記第２の演算部からの前記吸引力とにより前記ステージに対するＸ軸周りのモーメント力およびＹ軸周りのモーメント力を算出するよう構成されてもよい。

この場合、液浸露光装置において液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱の影響を抑制し、より精密なウエハーステージ制御を可能として高解像度な露光装置とすることが可能となる。

また、前記外乱演算手段は、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに印加される外乱力を予め算出して値を保持する外乱記憶手段とを有し該外乱記憶手段からの信号に基づき前記ステージ制御手段により外乱力を打ち消すよう前記ステージを制御してもよい。

この場合にも液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱の影響を抑制し、より精密なウエハーステージ制御を可能として高解像度な露光装置とすることが可能となる。

また、前記外乱演算手段は、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに印加される外乱力による前記ステージの位置誤差または前記ウエハーの変形を予め算出または測定して保持する外乱記憶手段を有し、該外乱記憶手段からの信号に基づき前記ステージ制御手段により外乱力を打ち消すよう前記ステージを制御してもよい。

また、液浸露光装置において液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱により発生するウエハーの変形を抑制し、高解像度な露光装置とすることが可能となる。

本発明によれば、液浸露光装置において液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱の影響を抑制し、より精密なウエハーステージ制御を可能として高解像度な露光装置とすることが可能となる。

また、本発明によれば、液浸露光装置において液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱により発生するウエハーの変形を抑制し、高解像度な露光装置とすることが可能となる。

以下に本発明の各実施形態について、詳細に説明する。

（第一の実施形態）
図１は本発明による液浸露光装置の構成を示す図である。

不図示の露光光源より出射された露光光は、照明光学系１００により、レチクルステージ１２０に設置されたレチクル１２２を照射する。レチクル１２２を透過した光は、投影光学系１４０を透過して、ウエハーステージ３０に設置されたウエハー３２に到達し、レチクル上に描かれた微細なパターンをウエハー上の各チップに焼き付ける。露光光源にはＫｒＦレーザ光源や、更なる微細化のため波長の短いＡｒＦレーザー光源が用いられることが多い。

スキャニングステッパーもしくは走査型露光装置と称される露光装置では、レチクルステージ１２０とウエハーステージ３０は同期して逆方向に走査し、同期走査中に露光が行われ、露光終了すると次のチップの露光のためにウエハーステージ３０がステップ駆動される。走査型露光装置では、より生産性を向上させるため、レチクルステージ１２０およびウエハーステージ３０の各ステージは、より速い加速度により加速され、より速い速度で同期走査露光される。一般に、縮小露光が行われ、レチクル１２２対ウエハー３２の露光縮小率は４：１で、レチクルステージ１２０とウエハーステージ３０の加速度および速度の比率は、同様に４：１である。各ステージの加速度および速度は益々増加し、ウエハーステージ１４０の加速度は１Ｇ〜１．５Ｇ、速度は３００ｍｍ／ｓ〜６００ｍｍ／ｓ程度まで引き上げられている。

各ステージは生産性向上のために極めて高速に駆動され、かつ微細化露光のため極めて精密に位置または速度が制御されなければならない。

一般にレチクルステージ１２０およびウエハーステージ３０は、エアーまたは磁力等により浮上された上でローレンツ力の原理を用いたリニアモータや、場合によっては平面モータ等のアクチュエータにより同期走査またはステップ駆動が行われる。微細化露光のため各ステージの位置はｎｍオーダで精密に制御する必要があり、一般的には不図示のレーザ干渉計により各ステージの位置が常に正確に監視され、フィードバック制御が成されている。

図２にウエハーステージ３０の構成例を示す。同期走査方向をＹ軸、ステップ駆動方向をＸ軸、高さ方向をＺ軸とすると、前記同期走査またはステップ駆動のためのアクチュエータの他に４０、４２、４４から成るアクチュエータ１、２、３が構成されている。これら４０、４２、４４のアクチュエータを駆動することにより、ウエハーステージ３０およびウエハー３２のＺ軸方向の駆動、即ち、露光時のフォーカス調整と、Ｘ軸周りの回転ωｘ、およびＹ軸周りの回転ωｙを制御することが可能となる。これら４０、４２、４４のアクチュエータは、リニアモータにより構成されることが多い。

図５にステージ制御系の構成図を示す。ステージ制御部１０は前記レーザ干渉計等の位置計測１８からの信号を加減算器１１にフィードバックし、ステージ位置が目標値と等しくなるよう制御部１２によりＰＩＤ演算等の制御演算を行い、駆動部１６により上記リニアモータ等のアクチュエータを駆動してウエハーステージ３０を制御する。一般にリニアモータは入力された電気信号に対し比例的な推力を発生する。リニアモータの推力定数は［Ｎ／Ａ］で示され、推力は印加される電流値に比例する。尚、このステージ制御の構成は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、ωｘ回転、ωｙ回転等に対して共通のものである。

図１に戻り説明を続ける。

液浸露光装置では、液浸供給制御部７０により液浸媒体の温度および流量または流速または圧力が所定値に制御され、液浸供給ノズル７２よりウエハーステージ３０上のウエハー３２に供給され、液浸回収制御部８０により制御される液浸回収ノズル８２によってウエハー３２上の液浸媒体を回収する。露光はウエハー３２上に液浸媒体が供給されている状態で行われ、例えば、液浸媒体に水を使用すると、水の屈折率ｎ＝１．４４より、（１）式、（２）式より解像度を１／１．４４倍向上させることが可能となる。

図３に液浸供給ノズル７２によるウエハーステージ３０に及ぼす外乱力の一例を示す。液浸供給ノズル７２はウエハーステージ３０に対し入射角φaを有してウエハー３２と投影光学系１４０の最下面の間のギャップに液浸媒体を供給する。
一般的には、ウエハーステージの走査速度とウエハー３２に供給される液浸媒体の水平方向の速度がほぼ等しくなるように液浸供給制御部７０により液浸媒体の流量または流速または圧力が制御される。

液浸供給ノズル７２からウエハー３２に供給された液浸媒体の流速をＶa（ｍ／ｓ）、水平方向の流速をＶay（ｍ／ｓ）、液浸供給ノズル７２からウエハー３２への液浸媒体供給角度をφaとすると、
Ｖa ＝Ｖay／ｓｉｎφa （３）
で表される。

液浸供給ノズル７２の開口部の形状をＸ軸方向の長さをＬax（ｍ）、Ｙ軸方向長さをＬay（ｍ）、とすると、液浸供給ノズル７２から供給される液浸媒体の流量Ｑa（ｍ³／ｓ）は、
Ｑa ＝Ｖa・Ｌax・Ｌay ＝Ｖay・Ｌax・Ｌay／ｓｉｎφa （４）
で表される。

液浸媒体の密度をρ（ｋｇ／ｍ³）とすると、液浸供給ノズル７２からウエハー３２に印加された力Ｆa（Ｎ）は、
Ｆa ＝ ρ・Ｑa・Ｖa ＝ ρ・Ｌax・Ｌay・（Ｖay／ｓｉｎφa）² （５）
で表される。

これより液浸供給ノズル７２からウエハー３２に印加されたＺ方向の力Ｆaz（Ｎ）は、
Ｆaz ＝Ｆa・ｃｏｓφa
＝ ρ・Ｌax・Ｌay・（Ｖay／ｓｉｎφa）²・ｃｏｓφa （６）
で表される。

例えば、Ｖay＝０．５ｍ／ｓ、φa＝４５°、Ｌax＝０．１ｍ、Ｌay＝０．００３ｍ、液浸媒体を水としてρ＝１０３ｋｇ／ｍ³と仮定すると、
Ｆaz ＝−０．１０６Ｎ（７）
となる。

液浸供給ノズル７２から供給される液浸媒体は、液浸供給制御部７０から液浸供給ノズル７２の間に流量計を設置して、供給流量Ｑaを測定し、所定の液浸供給流速になるように液浸供給制御部７０を制御するよう構成してもよいし、前記流量計と液浸供給制御部７０における液浸供給圧力との関係を予め測定しておき、所定の流量に対して液浸供給制御部７０の液浸供給圧力を設定するよう構成してもよい。

図５における外乱演算部２０の第１演算部２２では、液浸供給制御部７０にて設定される液浸媒体の流量または流速または加圧力をもとにして既知の液浸供給ノズル形状Ｌax、Ｌayおよびウエハー３２に対する液浸媒体印加角度φaより（６）式にてウエハー３２に対する垂直方向の印加力Ｆazを算出する。

図３に戻り説明を続ける。ウエハー３２と投影光学系１４０の最下面の間のギャップには液浸媒体により液浸部７５が存在する。

ウエハー３２から液浸回収ノズル８２により回収される液浸媒体の流速をＶb（ｍ／ｓ）、水平方向の流速をＶby（ｍ／ｓ）、ウエハー３２から液浸回収ノズル８２への液浸媒体回収角度をφbとすると、
Ｖb ＝Ｖby／ｓｉｎφb （８）
で表される。

液浸回収ノズル８２の開口部の形状をＸ軸方向の長さをＬbx（ｍ）、Ｙ軸方向長さをＬby（ｍ）、とすると、液浸回収ノズル８２から回収される液浸媒体の流量Ｑb（ｍ³／ｓ）は、
Ｑb ＝Ｖb・Ｌbx・Ｌby ＝Ｖby・Ｌbx・Ｌby／ｓｉｎφb （９）
で表される。

液浸媒体の密度をρ（ｋｇ／ｍ³）とすると、液浸回収ノズル８２によりウエハー３２に印加された力Ｆb（Ｎ）は、
Ｆb ＝ ρ・Ｑb・Ｖb ＝ ρ・Ｌbx・Ｌby・（Ｖby／ｓｉｎφb）²（１０）
で表される。

これより液浸回収ノズル８２からウエハー３２に印加されたＺ方向の力Ｆbz（Ｎ）は、
Ｆbz ＝Ｆb・ｃｏｓφb
＝ ρ・Ｌbx・Ｌby・（Ｖby／ｓｉｎφb）²・ｃｏｓφb （１１）
で表される。

例えば、Ｖby＝０．５ｍ／ｓ、φb＝４５°、Ｌbx＝０．１ｍ、Ｌby＝０．００３ｍ、液浸媒体を水としてρ＝１０３ｋｇ／ｍ³と仮定すると、
Ｆbz ＝０．１０６Ｎ（１２）
となる。

液浸回収ノズル８２から回収される液浸媒体は、液浸回収制御部８０から液浸回収ノズル８２の間に流量計を設置して、供給流量Ｑbを測定し、所定の液浸回収流速になるように液浸回収制御部８０を制御するよう構成してもよいし、前記流量計と液浸回収制御部８０における液浸回収圧力との関係を予め測定しておき、所定の流量に対して液浸回収制御部８０の液浸回収圧力を設定するよう構成してもよい。

図５における外乱演算部２０の第２演算部２４では、液浸回収制御部８０にて設定される液浸媒体の流量または流速または吸引圧力をもとにして既知の液浸供給ノズル形状Ｌbx、Ｌbyおよびウエハー３２に対する液浸媒体回収角度φbより（１１）式にてウエハー３２に対する垂直方向の吸引力Ｆbzを算出する。

次に、外乱演算部２０の第３演算部２６における演算を図４を用いて説明する。

図４はウエハーステージ３０およびウエハー３２を上から見た図である。

ウエハーステージ３０の重心位置を原点（０，０）としてステージ平面をＸ軸、Ｙ軸、高さ方向をＺ軸と定義する。

液浸供給ノズル７２によりウエハー３２上に液浸媒体が噴射される部分を液浸供給部７２’とし、液浸回収ノズル８２によりウエハー３２から液浸媒体が回収される部分を液浸回収部８２’とする。液浸供給部７２’および液浸回収部８２’は、それぞれ液浸供給ノズル７２、液浸回収ノズル８２の各開口部寸法か、または各開口部寸法のウエハー３２への投影面積を表す。液浸供給部７２’における×印は、液浸供給ノズル７２よりウエハー３２上に噴射された液浸媒体の重心位置座標（ｒax、ｒay）におけるＺ方向の力Ｆazを示し、液浸回収部８２’における・印は、液浸回収ノズル８２よりウエハー３２上から回収される液浸媒体の重心位置座標（ｒbx、ｒby）におけるＺ方向の力Ｆbzを示す。これらの重心位置は前記各ノズルの開口部寸法の重心位置またはウエハー３２に投影された際の投影部面積における重心位置に等しい。

図４に示した液浸供給部７２’の重心位置座標（ｒax、ｒay）における印加力Ｆazと、液浸回収部８２’の重心位置座標（ｒbx、ｒby）における吸引力Ｆbzによりウエハーステージ３０およびウエハー３２にはＸ軸周りのモーメント力Ｑx（Ｎ・ｍ）とＹ軸周りのモーメント力Ｑy（Ｎ・ｍ）が発生する。

図５における外乱演算部２０の第３演算部２６では、Ｑx、Ｑyを以下のような演算により算出する。

Ｑx ＝ｒay・Ｆaz＋ｒby・Ｆbz （１３）
Ｑy ＝ｒax・Ｆaz＋ｒby・Ｆbz （１４）
ウエハーステージ３０またはウエハー３２上の液浸供給部７２’の重心位置座標（ｒax、ｒay）および液浸回収部８２’の重心位置座標（ｒbx、ｒby）は、走査露光により変化する。即ち、液浸供給ノズル７２と液浸回収ノズル８２の位置は固定されているが、ウハーステージ３０の走査露光によりウエハーステージ３０およびウエハー３２の位置が変化し、それにより固定されている投影光学系１４０や液浸供給ノズル７２および液浸回収ノズル８２に対し、ウエハーステージ３０における液浸供給部７２’の重心位置座標（ｒax、ｒay）と液浸回収部８２’の重心位置座標（ｒbx、ｒby）が変化する。液浸供給ノズル７２および液浸回収ノズル８２の位置は固定であるため露光装置設計上において既知であり、ウエハーステージ３０の位置はステージ制御部１０により制御されているため、位置計測１８等によりステージ位置を知ることができ、結果としてステージ位置の情報より液浸供給部７２’の重心位置座標（ｒax、ｒay）と液浸回収部８２’の重心位置座標（ｒbx、ｒby）を算出することができる。

第３演算部２６で算出されたＱx、Ｑy、の反対の極性を有する信号が加算器１４に入力され、駆動部１６を通してこれらの外乱力が打ち消されるようにウエハーステージのωｘ回転用リニアモータ、およびωｙ回転用リニアモータがフィードフォワード駆動されてウエハーステージ３０が制御される。

これら外乱演算部２０における外乱力算出演算は、位置計測１８からの信号に基づき、リアルタイムに演算するよう構成してもよいし、露光を行うチップの中心座標に基づき、各チップの露光毎に演算するよう構成してもよい。

これらの動作により液浸供給および回収により発生する外乱力に対してウエハーステージ３０をフィードフォワード制御することが可能となり、液浸露光装置の液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱の影響を抑制し、より精密なウエハーステージ制御を可能として高解像度な露光装置とすることが可能となる。

（第二の実施形態）
次に図６に基づき本発明による第二の実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同一の動作となる部分は同一番号を付し、動作に関する説明を割愛する。第二の実施形態による外乱演算部２０ａにおける第３演算部２６ａは、ウエハーステージ３０の各位置における外乱力を、予め算出して記憶保持するよう構成される。例えば、液浸供給制御部７０による流量または流速または加圧力と液浸回収制御部８０による流量または流速または吸引圧力に対してウエハーステージ３０の各位置における外乱力を算出して記憶保持し、これらの外乱力の算出結果を液浸供給および回収の設定流量または流速または圧力毎に記憶保持するよう構成される。外乱演算部２０ａは、液浸供給制御部７０および液浸回収制御部８０からの流量または流速または圧力の情報とステージ制御部１０からのステージ位置信号に基づき、第３演算部２６ａに記憶保持されている外乱力を打ち消す信号が加算器１４に入力され、駆動部１６を通してウエハーステージのωｘ回転用リニアモータ、およびωｙ回転用リニアモータがフィードフォワード駆動されてウエハーステージ３０が制御される。

（第三の実施形態）
次に図７に基づき本発明による第三の実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同一の動作となる部分は同一番号を付し、動作に関する説明を割愛する。第三の実施形態による外乱演算部２０ｂは、液浸供給制御部７０における流量または流速または加圧力と液浸回収制御部８０における流量または流速または吸引圧力とステージ制御手段１０ａからのステージ位置信号よりウエハーステージ３０に印加される外乱力による各ステージ位置制御系における位置誤差を予め算出または測定して外乱テーブル２８に記憶保持し、ウエハーステージ３０が駆動される際にそれらの位置誤差が打ち消されるよう、外乱テーブル２８より加減算器１１に目標位置信号として加算し、制御部１２によるＰＩＤ演算の後、駆動部１６を通してウエハーステージのωｘ回転用リニアモータ、およびωｙ回転用リニアモータを駆動してウエハーステージ３０が制御されるよう構成される。

位置誤算はステージ制御部１０ａにおける加減算器１１からの出力信号１３であり、この位置誤差信号１３を測定して外乱テーブル２８に記憶保持する。加減算器に印加される目標位置信号は、位置誤差とは極性が異なり、また、ステージ制御部１０ａの制御帯域を考慮して加減算器１１に加算する前に微分的なフィルタリングを施してもよい。また、一度測定された位置誤差に基づき外乱テーブル２８により加減算器１１に目標位置信号を加算して、再度、位置誤差を測定し、更に位置誤差を低減するために測定された位置誤差をもとに、外乱テーブル２８に記憶保持する位置誤差の値を更新するよう構成してもよい。

また、これらは、ωｘ、ωｙの位置誤差のみならず、Ｘ位置誤差、Ｙ位置誤差、Ｚ位置誤差についても同様の手法により位置誤差を測定して外乱テーブル２８に記憶保持し、各位置誤差が低減されるようＸステージ制御部、Ｙステージ制御部、Ｚステージ制御部に目標位置信号として加算し、各軸の位置誤差を低減するよう構成してもよい。

また、第二の実施形態で計算した外乱力よりステージ制御部１０ａの制御帯域を考慮して位置誤差を算出して外乱テーブル２８に記憶保持させてもよい。駆動部１６やステージ３０の伝達関数特性は設計上、既知でありＰＩＤ演算を行う制御部も設計上、既知である。干渉計を用いた位置計測１８の応答は極めて高速であるため通常、遅れ要素として考慮する必要がない。上記より、ウエハーステージにおける各構成部品は全て既知であるため計算により算出した外乱力による位置誤差も計算することが可能となり、上記の実際に測定を行った場合と同じように位置誤差を外乱テーブル２８に記憶保持させ、ウエハーステージ３０が駆動される際にそれらの位置誤差が打ち消すようステージ制御部１０ａを構成することができる。

同様にして、液浸供給または液浸回収によるウエハー３２の変形を実測または計算により求め、ウエハー３２の変形を抑制するようステージ制御部１０ａの目標位置信号を外乱テーブル２８に記憶保持させ、外乱テーブル２８より加減算器１１に目標位置信号として加算し、制御部１２によるＰＩＤ演算の後、駆動部１６を通してウエハーステージのＸステージ制御、Ｙステージ制御、Ｚステージ制御、ωｘステージ制御、ωｙステージ制御を行うよう構成してもよい。

これら外乱テーブル２８に記憶保持される目標位置信号は、液浸供給および回収の設定流量または流速または圧力毎に記憶保持するよう構成され、液浸供給制御部７０および液浸回収制御部８０からの信号によりステージ制御部１０ａへ入力する外乱テーブル２８に記憶保持されている目標位置信号を変更するよう構成される。

これらの動作により、液浸供給および液浸回収時にウエハーステージに印加される外乱の影響を抑制し、より精密なウエハーステージ制御を可能として高解像度な露光装置とすることが可能となる。

本発明の液浸露光装置の構成を示す図である。ウエハーステージの構成の一例を示す図である。本発明の液浸供給および液浸回収による外乱力の一例を示す図である。本発明の液浸供給および液浸回収による外乱の一例を示す図である。本発明の第一の実施形態におけるステージ制御系の構成の一例を示す図である。本発明の第二の実施形態におけるステージ制御系の構成の一例を示す図である。本発明の第三の実施形態におけるステージ制御系の構成の一例を示す図である。

Claims

液浸媒体を露光領域に供給する液浸供給手段と露光領域の液浸媒体を回収する液浸回収手段とウエハーを搭載するステージと該ステージを制御するステージ制御手段とを有し、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに印加される外乱力を算出する外乱演算手段と該外乱演算手段からの信号に基づき前記ステージ制御手段により外乱力を打ち消すよう前記ステージが制御されることを特徴とする露光装置。
前記外乱演算手段は、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力および前記ステージに対する液浸印加角度より前記ステージに対する垂直方向の印加力を求める第１の演算部と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力および前記ステージに対する液浸吸引角度より前記ステージに対する垂直方向の吸引力を求める第２の演算部と前記第１の演算部と前記第２の演算部と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに対するモーメント力を算出する第３の演算部より構成され、該第３の演算部からの信号に基づき前記ステージ制御手段をフィードフォワード制御することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記外乱演算手段の第1の演算部は、前記液浸供給手段における供給流量または供給流速と前記液浸供給手段の開口部寸法より供給流速または供給流量を算出し前記供給流量と前記供給流速と前記液浸媒体の密度により印加力を算出し、前記外乱演算手段の第２の演算部は前記液浸回収手段における回収流量または回収流速と前記液浸回収手段の開口部寸法より回収流速または回収流量を算出し前記回収流量と前記回収流速と前記液浸媒体の密度により吸引力を算出することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
前記外乱演算手段の第３の演算部は前記ステージの平面をＸ軸、Ｙ軸、高さ方向をＺ軸とした場合、前記ステージの重心位置を原点として前記ステージ制御信号と前記液浸供給手段より供給される液浸媒体の重心位置座標と前記第１の演算部からの前記印加力と前記液浸回収手段より回収される液浸媒体の重心位置座標と前記第２の演算部からの前記吸引力とにより前記ステージに対するＸ軸周りのモーメント力およびＹ軸周りのモーメント力を算出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の露光装置。
前記外乱演算手段は、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに印加される外乱力を予め算出して値を保持する外乱記憶手段とを有し該外乱記憶手段からの信号に基づき前記ステージ制御手段により外乱力を打ち消すよう前記ステージが制御されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の露光装置。
前記外乱演算手段は、前記液浸供給手段における流量または流速または加圧力と前記液浸回収手段における流量または流速または吸引圧力と前記ステージ制御手段からのステージ制御信号より前記ステージに印加される外乱力による前記ステージの位置誤差または前記ウエハーの変形を予め算出または測定して保持する外乱記憶手段を有し、該外乱記憶手段からの信号に基づき前記ステージ制御手段により外乱力を打ち消すよう前記ステージが制御されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の露光装置。