JP2008108906A - 位置決め装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 位置決め装置において、ステージの加減速によって生じる計測誤差を抑える。
【解決手段】 ステージ7を位置決めする位置決め装置であって、ステージ7の位置を計測する計測システム3,4と、ステージ7の加速度に基づいて、計測システム3,4により計測された値を補正する補正器15と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】 ステージ7を位置決めする位置決め装置であって、ステージ7の位置を計測する計測システム3,4と、ステージ7の加速度に基づいて、計測システム3,4により計測された値を補正する補正器15と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、位置決め装置に関する。
近年、情報化社会の発展に伴い、デバイスや回路等の高集積化が急速に進められている。これらの高集積化は微細加工技術の発展によって実現された。例えば特許文献1には、レーザー干渉計を用いてステージを制御するシステムが開示されている。このシステムは、ステージの1つの駆動軸に対して1つの計測軸が対応するように、ステージの位置を計測する干渉計を設けている。
しかし、このシステムにおいてステージの可動ストロークを長く取るには、ステージに取り付ける干渉計のミラーを大きくする必要があり、これによってステージの制御系の動特性が低下した。また、例えば、露光装置にフォーカス方向の計測を行うための干渉計を設定する場合、投影レンズの配置関係からステージの可動域全体を1つの干渉計の光軸で計測できるようにする光軸の配置が幾何学的に困難であるという問題点があった。
そこで、特許文献2には、ステージの1つの駆動軸に対して複数の干渉計を設け、オフアクシスアライメント計測時と露光時とで干渉計を切り替えることで、干渉計のミラーを軽量化することが提案されている。2つの干渉計を切り替えてステージの位置を計測するためには、2つの干渉計が同時に位置計測できるストロークを設け、そのストローク内でステージの位置を計測する干渉計の計測値を、これから切り替えようとする干渉計の計測値にプリセットする。
ステージ駆動中に複数の干渉計を切り替える場合、一方の計測値を読み取って他方の干渉計の計測値としてプリセットするまでの時間だけ、移動速度に比例した一定量の誤差が生じる。上記時間にばらつきがあると、これらの誤差は不特定量の誤差となり、保持している現在位置の誤差量は累積される。特許文献3では、この問題を回避するために、ステージの移動速度と切り替えの実行時間との積を演算し、切り替え前のステージの位置に前記積を加えた値を、切り替え後の初期値に設定している。これにより定速での切り替え時の誤差を低減することが可能となっている。
特開平10−289943号公報
特開平2000−187338号公報
特開平2003−254739号公報
しかしながら従来の技術では、ステージが加減速中に干渉計等の計測器を切り替えると、ステージの変形に伴う切り替え誤差が生じるという問題があった。
半導体露光装置などのステージでは、数nmの切り替え誤差も問題となる場合がある。しかしステージが加減速中であるとき、ステージ天板やそこに設けられ計測基準となるミラーに変形が生じることは避け得ない。ミラーが変形している状態でレーザー干渉計を切り替えると、レーザーが当たっているミラーの形状が加速中と定速時又は停止時とで変化することになり、その結果切り替え誤差が発生する。また、加減速中の切り替えを繰り返すことで切り替え誤差が累積していく。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、位置決め装置において、ステージの加減速によって生じる計測誤差を抑えることを目的とする。
本発明は、ステージを位置決めする位置決め装置であって、ステージの位置を計測する計測システムと、ステージの加速度に基づいて、計測システムにより計測された値を補正する補正器と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、位置決め装置において、ステージの加減速によって生じる計測誤差を抑えることができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の好適実施形態に係る位置決め装置を示す図であり、特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステージに適用した場合の一例を示す図である。ウエハステージ7は、Yミラー5、Xミラー6、及び不図示のウエハチャックを搭載している。ウエハステージ7は、説明の便宜上XYθ軸に駆動可能のものを示したが、6軸駆動するものであってもよい。Xミラー6は、X軸干渉計3又はX軸干渉計4からの計測光を反射し、ウエハステージ7のX軸方向の位置座標を計測するために用いられる。Yミラー5は、Y軸干渉計1及びYawing干渉計2からの計測光を反射し、ウエハステージ7のY軸方向の位置座標を計測するために用いられる。リニアモータXLM10は、ウエハステージ7をX方向に駆動し、X軸側Yawガイド9により案内される。リニアモータYLM(固定子)11は、YLM(可動子)12をY方向に駆動し、Y軸側Yawガイド8により案内される。ウエハステージ7は、平面ガイド13によって案内され、駆動されたY座標値に応じて、X軸方向の座標を計測しているX軸干渉計3、4が切り替わる。X軸干渉計3、4の切り替えは、制御装置14の切替器16によってなされる。ウエハステージ7が図1のY軸干渉計1の近くに位置する場合は、X軸干渉計4の光軸上にXミラー6が到達していないので、X軸干渉計3がX軸の位置を計測する。ウエハステージ7が図1のY軸干渉計1の遠くに位置する場合は、同様な理由でX軸干渉計4がX軸の位置を計測する。この実施形態では、Y方向がウエハステージ7の移動する第1方向であり、X方向がX軸干渉計3、4によりウエハステージ7の位置を計測する第2方向である。X軸干渉計3、4はX方向すなわち第2方向におけるウエハステージの位置を計測する計測システムを構成する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の好適実施形態に係る位置決め装置を示す図であり、特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステージに適用した場合の一例を示す図である。ウエハステージ7は、Yミラー5、Xミラー6、及び不図示のウエハチャックを搭載している。ウエハステージ7は、説明の便宜上XYθ軸に駆動可能のものを示したが、6軸駆動するものであってもよい。Xミラー6は、X軸干渉計3又はX軸干渉計4からの計測光を反射し、ウエハステージ7のX軸方向の位置座標を計測するために用いられる。Yミラー5は、Y軸干渉計1及びYawing干渉計2からの計測光を反射し、ウエハステージ7のY軸方向の位置座標を計測するために用いられる。リニアモータXLM10は、ウエハステージ7をX方向に駆動し、X軸側Yawガイド9により案内される。リニアモータYLM(固定子)11は、YLM(可動子)12をY方向に駆動し、Y軸側Yawガイド8により案内される。ウエハステージ7は、平面ガイド13によって案内され、駆動されたY座標値に応じて、X軸方向の座標を計測しているX軸干渉計3、4が切り替わる。X軸干渉計3、4の切り替えは、制御装置14の切替器16によってなされる。ウエハステージ7が図1のY軸干渉計1の近くに位置する場合は、X軸干渉計4の光軸上にXミラー6が到達していないので、X軸干渉計3がX軸の位置を計測する。ウエハステージ7が図1のY軸干渉計1の遠くに位置する場合は、同様な理由でX軸干渉計4がX軸の位置を計測する。この実施形態では、Y方向がウエハステージ7の移動する第1方向であり、X方向がX軸干渉計3、4によりウエハステージ7の位置を計測する第2方向である。X軸干渉計3、4はX方向すなわち第2方向におけるウエハステージの位置を計測する計測システムを構成する。
第1の実施形態は、X軸方向の自由度に対して、2つのX軸干渉計の切り替え、及び、現在位置の計測値の引き継ぎに関して、安定かつ高精度な手段を提供する。
図2は、図1に示す位置決め装置を横から見た図である。ウエハステージ7は、鏡筒定盤205に固定された干渉計204によって位置計測されている。この図における干渉計204は、図1において説明したY軸干渉計1、Yawing干渉計2、X軸干渉計3、X軸干渉計4のいずれか1つを横から見たものを示す。鏡筒定盤205は、ダンパー206により除振台(ペデスタル)203から浮上保持され、床からの高周波振動を干渉計204及び不図示の露光装置投影光学系に与えないように配慮されている。干渉計204は、計測する軸の方向及びY方向の位置により基鏡筒定盤205に複数配置されている。ステージ定盤202も鏡筒定盤205と同様に、床からの高周波振動がウエハステージ7に伝達されないように配慮されている。鏡筒定盤205には投影レンズ207が搭載されており、同じく鏡筒定盤205上に載置されたレチクル208からのパターン像をウエハステージ7上にロードしたウエハ(不図示)上に投影する。
図3は、第1の実施形態に係る位置決め装置において、計測値の有効な干渉計の計測軸とウエハステージのY座標との関係を示す図である。ウエハステージ7が図1のY軸干渉計1の近くに位置する場合は、X軸干渉計4の計測光軸はXミラー6に当たらず、ウエハステージ7の現在位置を計測するのはX軸干渉計3のみである(区間A)。
ウエハステージ7が駆動ストロークの中心付近に移動した場合は、X軸干渉計3、4とも計測光がXミラー6に当たるため、X軸干渉計3、4ともに計測が可能である(区間B)。このように、ウエハステージ7が区間Aから区間Bに移動した場合は、X軸干渉計4で計数する現在位置の情報は不定状態からの累積値となり、ウエハステージ7の現在位置を表す計測値としては意味を持たない。そこで、区間Aから区間Bに移るときに、X軸干渉計3からX軸干渉計4へ計測値を引き継ぐ。例えば、X軸干渉計3で保持している現在位置の情報をX軸干渉計4に強制的にセット(プリセット)し、その直後から、ウエハステージ7が移動した相対量を継続して計数する。そのことによって、ウエハステージのYストローク全面において、X軸干渉計3、4を用いて正しい計測値が得られる。X軸干渉計3からX軸干渉計4へ現在位置の計測値を引き継ぐ位置は、少なくとも引き継ぐX軸干渉計3と引き継がれるX軸干渉計4の双方の位置計測ビームが同時にXミラー6に当たっている座標を選択する必要がある。X軸干渉計4からX軸干渉計3へ引き継ぐ場合も同様である。
ウエハステージ7が図1のY軸干渉計1の遠くに位置する場合は、X軸干渉計3の計測光軸はXミラー6に当たらず、ウエハステージ7の現在位置を計測するのはX軸干渉計4のみである(区間C)。区間Cから区間Bへ移るときも同様にして、X軸干渉計4からX軸干渉計3に計測値が引き継がれる。
Y1、Y2は、それぞれX軸干渉計3からX軸干渉計4に計測値を引き継ぐ場所(Y1)と、X軸干渉計4からX軸干渉計3に計測値を引き継ぐ場所(Y2)の切り替え位置である。Y1、Y2は、異なった場所であるのが好ましい。これによって、ウエハステージ7の目標位置が切り替え位置近傍に指定されたときに起こり得るチャタリング(計測値を保持している干渉計が不必要に何度も切り替わってしまうこと)を防止することができる。また、第1の実施形態に係る位置決め装置が走査露光装置に用いられる場合、干渉計の切り替え位置がY軸方向の走査露光中に発生しないように、X方向のステップサイズに合わせて切り替え位置Y1、Y2を変更してもよい。
図4から図6を用いて解決すべき問題点を説明する。図4から図6はウエハステージ7をY方向に沿って手前に動かしたときのX軸干渉計の切り替えを順番に示す図である。図4においてX軸干渉計は3のみがXミラー6に当たっている。この状態ではX軸干渉計3でXの位置を計測している。つまり図4は図3におけるAのエリアの状態を示す。図4の状態からステージをY方向手前に動かすと図5の状態になる。図5ではX軸干渉計は3と4の両方がXミラーに当たっている。つまり図5は図3におけるBのエリアの状態を示す。ここでX軸干渉計3からX軸干渉計4に切り替えを行う。図6は図4からさらにY方向手前にステージを動かした状態である。図6ではX軸干渉計4のみがXミラーに当たっている。つまり図6は図3におけるCのエリアの状態を示す。
図4から図6の状態にステージをY方向に沿って手前に動かすとき、図5の状態で従来はX軸干渉計3の値をX軸干渉計4の初期値として受け渡していた。しかしながら図5の状態がステージ7の加速もしくは減速期間中であると、ステージはリニアモータの力を受けて弾性変形をする。さらにステージ天板及びミラーも同様に弾性変形をする。図5ではXミラーが変形した様子を示している。図5では問題点がわかりやすいように大きく変形したXミラーを描いたが、実際の変形量は数nm程度である。図5のようにXミラーが変形した状態でX軸干渉計3からX軸干渉計4に切り替えると、その変形が戻ったときにステージのX位置は図6に示すように変形した分ずれてしまいステージの位置誤差となる。半導体露光装置などナノメーターオーダーの位置決め精度が要求されるステージでは、このような位置誤差でも問題となる。
図7にY方向の加速度とXミラーの変形量との関係のグラフを示す。縦軸がXミラーのY位置、横軸が変形量である。加速度が変わると変形量もそれに応じて変わる。これはステージに加わる力が変わるためである。加速度の方向によっても変形量は変わる。またミラーの位置によって変形量も変わる。これはミラーの取り付け方法やステージの構造、ステージ天板の形状などの影響による。
図8にXミラーのそれぞれの位置での加速度と変形量とのグラフを示す。縦軸が変形量、横軸が加速度である。図8のグラフ311はステージY1位置で干渉計3が当たるXミラーのY位置(図7における301の位置)における加速度と変形量とのグラフである。図8のグラフ312はステージY2位置で干渉計3が当たるXミラーのY位置(図7における302の位置)における加速度と変形量とのグラフである。図8のグラフ313はステージY1位置で干渉計4が当たるXミラーのY位置(図7における303の位置)における加速度と変形量とのグラフである。図8のグラフ314はステージY2位置で干渉計4が当たるXミラーのY位置(図7における304の位置)における加速度と変形量とのグラフである。図8のグラフに示すように、加速度とミラーの変形量との関係は通常ほぼ比例となる。ミラーの位置によりその傾きが変わる。干渉計切り替えの時の加速度におけるX軸干渉計3とX軸干渉計4との変形量の差が切り替え誤差となる。つまりステージY1位置ではグラフ311とグラフ313との差が切り替え誤差となり、ステージY2位置ではグラフ312とグラフ314との差が切り替え誤差となる。従って、干渉計切り替え時に加速度に応じてこれらの誤差を補正すれば、精度良く干渉計切り替えを行うことが出来る。
図9に加速度に応じた補正量のグラフを示す。横軸が加速度、縦軸が補正量である。図9において321がステージY1位置での補正量を示す。補正量321は図8におけるグラフ311とグラフ313との差である。Y1位置でX軸干渉計3からX軸干渉計4に切り替えるときにはそのときの加速度に応じたグラフ321の補正量をX軸干渉計3の値に加えてX軸干渉計4の初期値とする。切り替え前のX軸干渉計3により計測したステージ位置に基づいて切り替え後のX軸干渉計4の初期値を設定することは、制御装置14の設定器17によりなされる。またその際に、加速度に応じたグラフ321の補正量を算出してX軸干渉計4の計測値を補正することは、制御装置14の補正器15によりなされる。同様にY2位置でX軸干渉計4からX軸干渉計3に切り替えるときには、そのときの加速度に応じたグラフ322の補正量を干渉計4の値から引いて干渉計3の初期値とする。
図9の加速度と補正量との関係は通常は比例関係なので、その傾きさえわかれば計算は容易である。また、図9の加速度と補正量の関係は、テーブルで持つことも可能である。テーブルで補正量を持つときは、加速度に応じて補正量を補間する必要がある。
図9の加速度と補正量との関係は、ステージの構造解析により計算で求めることも不可能ではないが、非常に微小な量なので正確に求めるのはかなり困難である。このため通常は切り替え誤差を計測することが出来る別の位置測定器を用いてあらかじめ計測しておくことが望ましい。
例えば図1の半導体露光装置においてウエハステージ7のXミラーの絶対位置を精度良く検出できるレーザー変位計80を設ける。そしてX軸干渉計3からX軸干渉計4に切り替えるときのステージ7の加速度を変化させながら、切り替え前後のステージ7の位置を、レーザー変位計80を使って計測する。この切り替え前後の位置変化量をステージ7の位置誤差として求める。こうすることで加速度と補正量との関係を求めることが出来る。ここで求めた加速度と補正量との関係を近似式もしくはテーブルとして記憶しておく。この補正量を使って前述のように加速度に応じた干渉計切り替え時の補正を行う。切り替え誤差を計測する位置測定器はレーザー変位計に限らず、絶対位置を精度よく計測できる測定器であれば何でも良い。また、Xミラーを計測するものに限らず、例えばステージ天板上に構成された基準マークの位置を計測するスコープでも良い。
上記実施形態ではY方向の加速度と補正量との関係を示したが、X方向の加速度についても同様な補正及び補正量の計測が出来る。
本実施形態によれば、ステージの速度、加速度に関係なくどんな状態で計測装置を切り替えても切り替え誤差を抑えることが出来るので、この位置決め装置を使用する露光装置はスループット及び精度を向上することができる。
[第2の実施形態]
図10は、本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装置の別例を示す図であり、特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステージに適用した場合の一例を示す図である。第1の実施形態と同様の機能を有する部品は同じ番号を付してある。図1の位置決め装置との相違点は、図1はX軸に対して複数の干渉計軸が配置されていたが、図10ではZ軸に対して複数の干渉計軸が配置されている点である。図1におけるYミラー5は、図10においてはYZ1ミラー901に対応し、図10のZ軸方向にある第1のZ軸レーザー干渉計の計測光を反射するバーミラーとしても兼用される。さらに、YZ1ミラー901の反対側にZ2ミラー902を配置し、第2のZ軸レーザー干渉計の計測光を反射する構成となっている。Z軸レーザー干渉計の計測光は、不図示の光ファイバーによってオプティカルピックアップ903a、903bに導入される。オプティカルピックアップ903a、903bから出射した計測光は、キューブミラー904a及びキューブミラー904bによってZ軸方向に反射される。Z軸光学系マウント905は、XLM上に固定されているため、ウエハステージ7のY軸を駆動すると、Z軸光学系マウント905も同時にY方向に動く構成となっている。
[第2の実施形態]
図10は、本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装置の別例を示す図であり、特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステージに適用した場合の一例を示す図である。第1の実施形態と同様の機能を有する部品は同じ番号を付してある。図1の位置決め装置との相違点は、図1はX軸に対して複数の干渉計軸が配置されていたが、図10ではZ軸に対して複数の干渉計軸が配置されている点である。図1におけるYミラー5は、図10においてはYZ1ミラー901に対応し、図10のZ軸方向にある第1のZ軸レーザー干渉計の計測光を反射するバーミラーとしても兼用される。さらに、YZ1ミラー901の反対側にZ2ミラー902を配置し、第2のZ軸レーザー干渉計の計測光を反射する構成となっている。Z軸レーザー干渉計の計測光は、不図示の光ファイバーによってオプティカルピックアップ903a、903bに導入される。オプティカルピックアップ903a、903bから出射した計測光は、キューブミラー904a及びキューブミラー904bによってZ軸方向に反射される。Z軸光学系マウント905は、XLM上に固定されているため、ウエハステージ7のY軸を駆動すると、Z軸光学系マウント905も同時にY方向に動く構成となっている。
図11は、図10に示す位置決め装置を横から見た図である。キューブミラー904a、904bによってZ軸方向に反射されたZ軸干渉系の計測光は、三角ミラー906a及び三角ミラー906bによって直角方向に曲げられ、YZ1ミラー901及びZ2ミラー902に到達する。三角ミラー906a及び三角ミラー906bは、投影レンズ207に対して固定した位置に配置されており、ウエハステージ7のY方向駆動によってY軸方向に計測光の当たるスポット位置が移動する構成になっている。また、三角ミラー906bは、投影レンズ207の紙面背後にも対称に配置されており、YZ1ミラー計測用の干渉計計測光を折り曲げている。本実施形態においては、このように投影レンズ207をステージ駆動ストロークの中心付近に配置する必要がある。Z軸の計測をレーザー干渉計で行うと投影レンズ207によってZ軸計測を行うレーザー干渉計の計測光軸が投影レンズ207によって遮られる。そのため、ウエハステージ7の駆動ストロークの中で干渉計の切り替えを行う必要が生じる。
本実施形態が第1の実施形態に対して異なる点は、ウエハステージ7のX位置によって切り替えの対象となるYZ1ミラーとZ2ミラーの計測光が当たる位置が任意に変化することである。これを図12から図14を使って説明する。図12はウエハステージ7がX軸の左隅の位置にある時を示している。Z2ミラー902にZ干渉計の計測光が当たる位置は910aZ計測点で示す位置である。これに対し図13のようにウエハステージ7の位置をX軸方向中央に動かすと、Z2ミラー902にZ干渉計計測光が当たる位置は910bZ計測点に示す位置に移動する。さらに図14に示すようにウエハステージ7をX軸右隅方向に移動すると、Z2ミラー902にZ干渉計計測光が当たる位置は910cZ計測点に示す位置にさらに移動する。不図示だがYZ1ミラーにZ干渉計計測光が当たる位置も同様にウエハステージ7のX位置により変化する。
図7に示したように加速度とミラーの変形量との関係はミラーの位置により大きく異なる。YZ1ミラー及びZ2ミラーについても図7と同様のことが言える。このため、ウエハステージ7のX位置が異なれば、Z干渉計を切り替えたときの加速度と切り替え誤差との関係は変化する。第1の実施形態で述べたように、加速度とミラーの変形量との関係は図8に示すようにほぼ比例の関係にある。ただしミラーの位置によってその比例係数が変化する。
このような場合でも、補正器15によりステージ加速度及びステージのX位置に応じてZの干渉計切り替えの初期値を補正することで、ステージが加減速中でも切り替え誤差を最小限に抑えることができる。本実施形態においてもステージ加速度及びステージX位置と切り替え補正量の関係はテーブルもしくは近似関数で持つ。これらステージ加速度及びステージX位置と切り替え補正量の関係は、ステージ加速度及びステージX位置を変化させて、別の位置計測手段であらかじめ計測しておくことが望ましい。本実施形態の場合、別の位置計測手段とは、半導体露光装置では通常構成されるフォーカスセンサでも良い。フォーカスセンサとはウエハステージ上のウエハもしくは基準プレートのZ位置を測ることのできるセンサである。もちろんZの位置を計測できるセンサであれば他の方式の位置センサ、例えば静電容量センサやレーザー変位計等でも良い。
図15にステージ加速度に対する切り替え補正量の補正係数と、ステージX位置との関係を示す。横軸がステージのX位置、縦軸が補正係数である。補正係数とは加速度に対する補正量の比例係数、つまり切り替え補正量/加速度である。図15の関係は前述のようにステージのX位置と加速度を振ってZ干渉計切り替えを行い、そのときの誤差を別のZ位置計測手段で計測することで求めることが出来る。図15において点が計測値であり、線は計測値から求めた近似関数の近似曲線である。本発明ではまずZ干渉計を切り替えるときにウエハステージXの位置から前記近似関数を用いて補正係数を求め、その補正係数から干渉計切り替え時の加速度に応じた補正量を求める。その補正量を使ってZ干渉計切り替え後の位置を補正することで、ステージ加減速中でもミラー変形による干渉計切り替え誤差を抑えることが可能となる。
[露光装置の実施形態]
以下、本発明の位置決めが適用される例示的な露光装置を説明する。露光装置は図16に示すように、照明装置101、レチクルを搭載したレチクルステージ102、投影光学系103、ウエハを搭載したウエハステージ104とを有する。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンをウエハに投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式またはステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。
[露光装置の実施形態]
以下、本発明の位置決めが適用される例示的な露光装置を説明する。露光装置は図16に示すように、照明装置101、レチクルを搭載したレチクルステージ102、投影光学系103、ウエハを搭載したウエハステージ104とを有する。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンをウエハに投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式またはステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。
照明装置101は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザー、波長約153nmのF2エキシマレーザーなどを使用することができる。レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、YAGレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。光源にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。
投影光学系103は、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、複数のレンズ素子と少なくとも一枚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。
レチクルステージ102及びウエハステージ104は、たとえばリニアモータによって移動可能である。レチクルステージ102及びウエハステージ104の少なくともいずれかは前記第1、第2の実施形態の位置決め装置によって位置決めされうる。ステップアンドスキャン投影露光方式の場合には、それぞれのステージは同期して移動する。また、レチクルのパターンをウエハ上に位置合わせするためにウエハステージ及びレチクルステージの少なくともいずれかに別途アクチュエータを備える。
このような露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用されうる。
[デバイス製造の実施形態]
次に、図17及び図18を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図17は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
[デバイス製造の実施形態]
次に、図17及び図18を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図17は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
ステップS1(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S2(マスク製作)では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ステップS3(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S4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、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。ステップS5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップS4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る。この工程は、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S6(検査)では、ステップS5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、それが出荷(ステップS7)される。
図18は、ステップ4のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップS11(酸化)では、ウエハの表面を酸化させる。ステップS12(CVD)では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップS13(電極形成)では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS14(イオン打ち込み)では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップS15(レジスト処理)では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップS16(露光)では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップS17(現像)では、露光したウエハを現像する。ステップS18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップS19(レジスト剥離)では、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が形成される。
1:Y軸干渉計
2:Yawing干渉計
3,4:X軸干渉計
5:Yミラー
6:Xミラー
7:ウエハステージ
8:Y軸側Yawガイド
9:X軸側Yawガイド
10:X軸駆動用リニアモータ固定子(XLM)
11:Y軸駆動用のリニアモータ固定子(YLM)
12:Y軸駆動用リニアモータ可動子(YLM)
13:平面ガイド
14:制御装置
15:補正器
16:切替器
17:設定器
80:レーザー変位計
207:投影レンズ
901:YZ1ミラー
902:Z2ミラー
906a、906b:三角ミラー
501:照明系ユニット
502:レチクルステージ
503:投影光学系
504:ウエハステージ
505:露光装置本体
2:Yawing干渉計
3,4:X軸干渉計
5:Yミラー
6:Xミラー
7:ウエハステージ
8:Y軸側Yawガイド
9:X軸側Yawガイド
10:X軸駆動用リニアモータ固定子(XLM)
11:Y軸駆動用のリニアモータ固定子(YLM)
12:Y軸駆動用リニアモータ可動子(YLM)
13:平面ガイド
14:制御装置
15:補正器
16:切替器
17:設定器
80:レーザー変位計
207:投影レンズ
901:YZ1ミラー
902:Z2ミラー
906a、906b:三角ミラー
501:照明系ユニット
502:レチクルステージ
503:投影光学系
504:ウエハステージ
505:露光装置本体
Claims (9)
- ステージを位置決めする位置決め装置であって、
前記ステージの位置を計測する計測システムと、
前記ステージの加速度に基づいて、前記計測システムにより計測された値を補正する補正器と、
を備えることを特徴とする位置決め装置。 - 前記計測システムは、第1方向に沿って互いに離れて配置される第2方向における前記ステージの位置を計測する複数の計測器を含み、
前記ステージが少なくとも前記第1方向に移動するときに、前記ステージの位置を計測するための計測器を切り替える切替器を更に備え、
前記補正器は、前記切替器が前記複数の計測器を切り替えるときに、前記補正された値に基づいて前記切り替え後の計測器により計測された値を補正することを特徴とする請求項1に記載される位置決め装置。 - 前記複数の計測器は干渉計であり、
前記ステージは、前記複数の干渉計からの計測光を反射するミラーを備えることを特徴とする請求項2に記載される位置決め装置。 - 前記補正器は、前記ステージの加速度の他、前記第1方向における前記ステージの位置に更に基づいて前記補正を行うことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載される位置決め装置。
- 前記ステージは前記ステージの表面上の互いに直交するX,Y方向及び前記X,Y方向に直交するZ方向に移動可能であり、前記第2方向はZ方向であることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載される位置決め装置。
- 前記切替器が前記計測器を切り替えるときに、切り替え前の計測器により計測した前記ステージの位置に基づいて、切り替え後の計測器の初期値を設定する設定器を更に備え、
前記補正器は、前記ステージの加速度を含む情報に基づいて前記初期値を補正することを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載される位置決め装置。 - 前記第2方向における前記ステージの位置を計測可能な変位計を更に備え、
前記ステージの加速度に基づく補正の情報は、前記変位計によって予め前記ステージの加速度ごとに計測された、前記切替器が前記計測器を切り替える前後におけるステージの位置変化量に基づくものであることを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載される位置決め装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載される位置決め装置によってレチクルステージ及びウエハステージの少なくともいずれかが位置決めされることを特徴とする露光装置。
- 請求項8に記載される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するデバイス製造方法。
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- 2007-10-22 TW TW096139512A patent/TWI401767B/zh active
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- 2009-10-07 KR KR1020090095230A patent/KR100991028B1/ko active IP Right Grant
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