JP2011061128A - Aligner and method of manufacturing device - Google Patents
Aligner and method of manufacturing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011061128A JP2011061128A JP2009211546A JP2009211546A JP2011061128A JP 2011061128 A JP2011061128 A JP 2011061128A JP 2009211546 A JP2009211546 A JP 2009211546A JP 2009211546 A JP2009211546 A JP 2009211546A JP 2011061128 A JP2011061128 A JP 2011061128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- movement stage
- fine movement
- exposure apparatus
- wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 275
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 112
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 53
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 384
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 170
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 32
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 24
- JUJBNYBVVQSIOU-UHFFFAOYSA-M sodium;4-[2-(4-iodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)tetrazol-2-ium-5-yl]benzene-1,3-disulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1N1[N+](C=2C=CC(I)=CC=2)=NC(C=2C(=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)=N1 JUJBNYBVVQSIOU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 6
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- 239000004813 Perfluoroalkoxy alkane Substances 0.000 description 1
- -1 Polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、特に、半導体素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置及び該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method, and more particularly to an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
従来、半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(いわゆるステッパ)、あるいはステップ・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))などが用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as semiconductor elements (integrated circuits, etc.), liquid crystal display elements, etc., step-and-repeat projection exposure apparatuses (so-called steppers), step-and- A scanning projection exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is used.
この種の露光装置で用いられる、露光対象となるウエハ又はガラスプレート等の基板は、次第に(例えばウエハの場合、10年おきに)大型化している。現在は、直径300mmの300mmウエハが主流となっているが、今や直径450mmの450mmウエハ時代の到来が間近に迫っている。450mmウエハの場合、1枚のウエハから採れるダイ(チップ)の数が現行の300mmウエハの2倍以上となり、コスト削減に貢献する。加えて、エネルギ、水、その他のリソースの効率的な利用により、1チップにかかるすべてのリソース使用を減少させられるものと期待されている。 Substrates such as wafers or glass plates used in this type of exposure apparatus are gradually becoming larger (for example, every 10 years in the case of wafers). Currently, 300 mm wafers with a diameter of 300 mm are the mainstream, but now the era of 450 mm wafers with a diameter of 450 mm is approaching. In the case of a 450 mm wafer, the number of dies (chips) that can be taken from one wafer is more than twice that of the current 300 mm wafer, contributing to cost reduction. In addition, the efficient use of energy, water and other resources is expected to reduce the use of all resources on a single chip.
半導体素子は、次第に微細化しており、このため、露光装置には、高解像力も要請されている。解像力向上のための手段として、露光光の波長の短波長化と投影光学系の開口数の増大化(高NA化)とがある。投影光学系の実質的な開口数を最大限に大きくするため、投影光学系と液体とを介してウエハを露光する液浸露光装置が種々提案されている(例えば特許文献1、2等参照)。 Semiconductor elements are gradually miniaturized, and therefore, high resolution is required for the exposure apparatus. Means for improving the resolution include shortening the wavelength of the exposure light and increasing the numerical aperture of the projection optical system (higher NA). In order to maximize the substantial numerical aperture of the projection optical system, various immersion exposure apparatuses that expose a wafer through the projection optical system and a liquid have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). .
しかるに、特許文献1、2等に開示される局所液浸型の露光装置では、スループットを最大限に高くするため、投影光学系下方に形成される液浸空間を常時維持する場合には、投影光学系の直下に、複数のステージ(例えば2つのウエハステージ、又はウエハステージと計測ステージ)が交換的に配置される必要がある。 However, in the local immersion type exposure apparatus disclosed in Patent Documents 1 and 2 and the like, in order to maximize the throughput, in order to maintain the immersion space formed below the projection optical system at all times, the projection is performed. A plurality of stages (for example, two wafer stages, or a wafer stage and a measurement stage) need to be exchangeably disposed immediately below the optical system.
ウエハのサイズが450mmにもなると、ウエハを保持するウエハステージが大型化し、特に複数のステージを備える場合、フットプリントが相当大型化するおそれがあった。また、ウエハステージが大型化すると、その位置制御性が低下するおそれもあった。 When the size of the wafer is as large as 450 mm, the wafer stage for holding the wafer is enlarged, and particularly when a plurality of stages are provided, the footprint may be considerably increased. Further, when the wafer stage is enlarged, the position controllability may be lowered.
本発明の第1の態様によれば、支持部材に支持された光学系を介してエネルギームにより物体を露光する露光装置であって、内部に空間部を有し、少なくとも二次元平面に沿って移動可能な第1移動体と;前記第1移動体に移動可能に支持され、前記物体を保持して、少なくとも前記二次元平面に平行な面内で移動可能な保持部材と;前記二次元平面に平行な第1軸に平行な方向に延び前記二次元平面内で前記支持部材に対する相対移動が許容されたアーム部材と;前記アーム部材に少なくとも一部が設けられ、前記保持部材の前記二次元平面に実質的に平行な一面に配置された計測面に計測ビームを照射し、前記計測面からのビームを受光する第1計測部材を含み、該第1計測部材の出力を用いて前記保持部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を求める第1計測系と;前記アーム部材の位置情報を求める第2計測系と;を備える露光装置が、提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes an object with energies via an optical system supported by a support member, having an internal space and at least along a two-dimensional plane. A first movable body that is movable; a holding member that is movably supported by the first movable body, holds the object, and is movable in a plane parallel to at least the two-dimensional plane; and the two-dimensional plane An arm member extending in a direction parallel to a first axis parallel to the arm and allowed to move relative to the support member in the two-dimensional plane; at least a portion of the arm member is provided, and the two-dimensional of the holding member A first measurement member configured to irradiate a measurement beam disposed on one surface substantially parallel to a plane and receive the beam from the measurement surface; and using the output of the first measurement member, the holding member At least the two-dimensional plane of First measurement system for determining the position information of the; second measurement system obtains the position information of said arm member; exposure apparatus equipped with is provided.
これによれば、第1及び第2計測系の計測結果に基づいて、所定の基準位置、例えば光学系の光軸を基準として保持部材の位置情報を計測することが可能となり、その計測結果に基づいて、保持部材を高精度に駆動(位置制御)することが可能となる。 According to this, based on the measurement results of the first and second measurement systems, it is possible to measure the position information of the holding member with reference to a predetermined reference position, for example, the optical axis of the optical system. Based on this, the holding member can be driven (position control) with high accuracy.
本発明の第2の態様によれば、本発明の露光装置により物体を露光することと;露光された前記物体を現像することと;を含むデバイス製造方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing an object with the exposure apparatus of the present invention; and developing the exposed object.
以下、本発明の一実施形態を、図1〜図21に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.
図1には、一実施形態の露光装置100の構成が概略的に示されている。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、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では、投影光学系PLが設けられており、以下においては、この投影光学系PLの光軸AXと平行な方向をZ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をY軸方向、Z軸及びY軸に直交する方向をX軸方向とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転(傾斜)方向をそれぞれθx、θy、及びθz方向として説明を行う。
FIG. 1 schematically shows a configuration of an
露光装置100は、図1に示されるように、ベース盤12上の−Y側端部近傍に配置された露光ステーション(露光処理部)200、ベース盤12上の+Y側端部近傍に配置された計測ステーション(計測処理部)300、2つのウエハステージWST1,WST2、リレーステージDRST、及びこれらの制御系等を備えている。ここで、ベース盤12は、床面上に防振機構(図示省略)によってほぼ水平に(XY平面に平行に)支持されている。ベース盤12は、平板状の外形を有する部材から成り、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、上述の3つのステージWST1,WST2,DRSTの移動の際のガイド面とされている。なお、図1において、露光ステーション200には、ウエハステージWST1が位置しており、ウエハステージWST1(より詳細には微動ステージWFS1)上にウエハWが保持されている。また、計測ステーション300には、ウエハステージWST2が位置しており、ウエハステージWST2(より詳細には微動ステージWFS2)上に別のウエハWが保持されている。
As shown in FIG. 1, the
露光ステーション200は、照明系10、レチクルステージRST、投影ユニットPU及び局所液浸装置8等を備えている。
The
照明系10は、例えば米国特許出願公開第2003/0025890号明細書などに開示されるように、光源と、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、及びレチクルブラインド等(いずれも不図示)を有する照明光学系と、を含む。照明系10は、レチクルブラインド(マスキングシステムとも呼ばれる)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(露光光)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、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。
The
レチクルステージRST上には、そのパターン面(図1における下面)に回路パターンなどが形成されたレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系11(図1では不図示、図3参照)によって、XY平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向(図1における紙面内左右方向であるY軸方向)に所定の走査速度で駆動可能となっている。 On reticle stage RST, reticle R having a circuit pattern or the like formed on its pattern surface (lower surface in FIG. 1) is fixed, for example, by vacuum suction. The reticle stage RST can be finely driven in the XY plane by a reticle stage drive system 11 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 3) including, for example, a linear motor and the like, and in the scanning direction (left and right direction in FIG. 1). In the Y-axis direction) at a predetermined scanning speed.
レチクルステージRSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)13によって、レチクルステージRSTに固定された移動鏡15(実際には、Y軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡(あるいは、レトロリフレクタ)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ている)を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計13の計測値は、主制御装置20(図1では不図示、図3参照)に送られる。
Position information of the reticle stage RST in the XY plane (including rotation information in the θz direction) is transferred by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 13 to a movable mirror 15 (actually fixed to the reticle stage RST). Is provided with a Y moving mirror (or a retroreflector) having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction), for example. It is always detected with a resolution of about 25 nm. The measurement value of
投影ユニットPUは、レチクルステージRSTの図1における下方に配置されている。投影ユニットPUは、不図示の支持部材によって水平に支持されたメインフレーム(メトロロジーフレームとも呼ばれる)BDによってその外周部に設けられたフランジ部FLGを介して支持されている。メインフレームBDは、前記支持部材に防振装置等を設けることによって、外部から振動が伝わらないように、また外部に振動を伝えないように構成しても良い。投影ユニットPUは、鏡筒40と、鏡筒40内に保持された投影光学系PLと、を含む。投影光学系PLとしては、例えば、Z軸方向と平行な光軸AXに沿って配列される複数の光学素子(レンズエレメント)から成る屈折光学系が用いられる。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、1/5倍又は1/8倍など)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上の照明領域IARが照明されると、投影光学系PLの第1面(物体面)とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルRを照明光ILが通過する。そして、投影光学系PL(投影ユニットPU)を介してその照明領域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、投影光学系PLの第2面(像面)側に配置される、表面にレジスト(感応剤)が塗布されたウエハW上の前記照明領域IARに共役な領域(以下、露光領域とも呼ぶ)IAに形成される。そして、レチクルステージRSTと微動ステージWFS1(又は微動ステージWFS2)との同期駆動によって、照明領域IAR(照明光IL)に対してレチクルRを走査方向(Y軸方向)に相対移動させるとともに、露光領域IA(照明光IL)に対してウエハWを走査方向(Y軸方向)に相対移動させることで、ウエハW上の1つのショット領域(区画領域)の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルRのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系10、レチクルR及び投影光学系PLによってウエハW上にパターンが生成され、照明光ILによるウエハW上の感応層(レジスト層)の露光によってウエハW上にそのパターンが形成される。
Projection unit PU is arranged below reticle stage RST in FIG. The projection unit PU is supported by a main frame (also referred to as a metrology frame) BD supported horizontally by a support member (not shown) via a flange portion FLG provided on the outer peripheral portion thereof. The main frame BD may be configured such that vibration is not transmitted from the outside and vibration is not transmitted to the outside by providing a vibration isolator or the like on the support member. The projection unit PU includes a
局所液浸装置8は、本実施形態の露光装置100が、液浸方式の露光を行うことに対応して設けられている。局所液浸装置8は、液体供給装置5、液体回収装置6(いずれも図1では不図示、図3参照)、及びノズルユニット32等を含む。ノズルユニット32は、図1に示されるように、投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)の光学素子、ここではレンズ(以下、「先端レンズ」ともいう)191を保持する鏡筒40の下端部周囲を取り囲むように不図示の支持部材を介して、投影ユニットPU等を支持するメインフレームBDに吊り下げ支持されている。ノズルユニット32は、液体Lqの供給口及び回収口と、ウエハWが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管31A及び液体回収管31B(いずれも図1では不図示、図4参照)とそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。液体供給管31Aには、その一端が液体供給装置5(図1では不図示、図3参照)に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、液体回収管31Bには、その一端が液体回収装置6(図1では不図示、図3参照)に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。本実施形態では、主制御装置20が液体供給装置5(図3参照)を制御して、液体供給管31A及びノズルユニット32を介して先端レンズ191とウエハWとの間に液体を供給するとともに、液体回収装置6(図3参照)を制御して、ノズルユニット32及び液体回収管31Bを介して先端レンズ191とウエハWとの間から液体を回収する。このとき、主制御装置20は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置5と液体回収装置6を制御する。従って、先端レンズ191とウエハWとの間には、一定量の液体Lq(図1参照)が常に入れ替わって保持される。本実施形態では、上記の液体として、ArFエキシマレーザ光(波長193nmの光)が透過する純水を用いるものとする。なお、ArFエキシマレーザ光に対する純水の屈折率nは、ほぼ1.44であり、純水の中では、照明光ILの波長は、193nm×1/n=約134nmに短波長化される。
The local
この他、露光ステーション200には、微動ステージ位置計測系70Aが配置されている。微動ステージ位置計測系70Aについては、説明の便宜上、後述する微動ステージについての説明の後に、説明する。
In addition, the
計測ステーション300は、メインフレームBDに設けられたアライメント装置99と、メインフレームBDから支持部材72Bを介して片持ち状態で支持された(一端部近傍が支持された)計測アーム71Bを含む微動ステージ位置計測系70Bと、が設けられている。
The
アライメント装置99は、図4に示される5つのアライメント系AL1、AL21〜AL24を含む。詳述すると、図4に示されるように、投影ユニットPUの中心(投影光学系PLの光軸AX、本実施形態では前述の露光領域IAの中心とも一致)を通りかつY軸と平行な直線(以下、基準軸と呼ぶ)LV上で、光軸AXから−Y側に所定距離隔てた位置に、検出中心が位置する状態でプライマリアライメント系AL1が配置されている。プライマリアライメント系AL1を挟んで、X軸方向の一側と他側には、基準軸LVに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系AL21,AL22と、AL23,AL24とがそれぞれ設けられている。すなわち、5つのアライメント系AL1,AL21〜AL24はその検出中心がX軸方向に沿って配置されている。なお、図1では、5つのアライメント系AL1,AL21〜AL24及びこれらを保持する保持装置(スライダ)を含んでアライメント装置99として示されている。
アライメント系AL1、AL21〜AL24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(各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン)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)系が用いられている。アライメント系AL1、AL21〜AL24からの撮像信号は、主制御装置20に供給されるようになっている(図3参照)。 As the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 , for example, the target mark is irradiated with a broadband detection light beam that does not expose the resist on the wafer and the reflected light from the target mark forms an image on the light receiving surface. An image processing type FIA that takes an image and an image of an index (not shown) of an index (an index pattern on an index plate provided in each alignment system) using an image sensor (CCD or the like) and outputs the imaged signals. (Field Image Alignment) system is used. Imaging signals from the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 are supplied to the main controller 20 (see FIG. 3).
プライマリアライメント系AL1は、支持部材を介して、メインフレームBDの下面にて吊り下げ支持されている。セカンダリアライメント系AL21、AL22、及びAL23、AL24は、それぞれその上面に固定されたスライダ(不図示)を介してメインフレームBDの下面に固定された一対のFIA定盤(不図示)に磁気的に吸着されている。すなわち、各スライダには、永久磁石が設けられており、この永久磁石の磁気的吸引力により、各スライダ、すなわちセカンダリアライメント系AL21、AL22、及びAL23、AL24のそれぞれは、通常は、一対のFIA定盤(不図示)に吸着されている(着地状態)。また、各スライダには、対向するFIA定盤に対して斥力を発生する気体静圧軸受が設けられており、該気体静圧軸受が発生する斥力と永久磁石の磁気的吸引力とのバランスにより、各スライダ、すなわちセカンダリアライメント系AL21、AL22、及びAL23、AL24のそれぞれを、対向するFIA定盤との間に所定のクリアランスを形成して維持する状態(浮上状態)とすることもできる。 The primary alignment system AL1 is suspended and supported on the lower surface of the main frame BD via a support member. The secondary alignment systems AL2 1 , AL2 2 , AL2 3 , AL2 4 are each a pair of FIA surface plates (not shown) fixed to the lower surface of the main frame BD via sliders (not shown) fixed to the upper surface thereof. Is magnetically adsorbed on the surface. That is, each slider is provided with a permanent magnet, and each slider, that is, each of the secondary alignment systems AL2 1 , AL2 2 , AL2 3 , AL2 4 , normally has a magnetic attraction force of the permanent magnet. It is adsorbed by a pair of FIA surface plates (not shown) (landing state). Each slider is provided with a gas hydrostatic bearing that generates a repulsive force against the opposing FIA surface plate. The balance between the repulsive force generated by the gas hydrostatic bearing and the magnetic attractive force of the permanent magnet is provided. Each slider, that is, each of the secondary alignment systems AL2 1 , AL2 2 , AL2 3 , AL2 4 is in a state (floating state) in which a predetermined clearance is formed and maintained between the opposing FIA surface plate. You can also.
また、各スライダと対向するFIA定盤との間には、各スライダをXY平面内で駆動可能なアクチュエータ(アライメント系モータ)が設けられている。 Further, an actuator (alignment system motor) capable of driving each slider in the XY plane is provided between each slider and the FIA surface plate facing the slider.
そして、主制御装置20は、各スライダを浮上状態に設定して、各アクチュエータを制御することにより、各スライダをXY平面内で駆動し、駆動後に各スライダを着地状態に設定する。これにより、セカンダリアライメント系AL21、AL22、及びAL23、AL24のそれぞれのXY平面内での位置を調整することが可能である。
Then,
本実施形態のアライメント装置99の構成等の詳細は、例えば国際公開第2008/056735号に開示されている。
Details of the configuration and the like of the
ウエハステージWST1は、図1及び図2(A)等からわかるように、その底面に設けられた複数の非接触軸受、例えばエアベアリング94によりベース盤12の上に浮上支持され、粗動ステージ駆動系51A(図3参照)により、XY二次元方向に駆動される粗動ステージWCS1と、粗動ステージWCS1に非接触状態で支持され、粗動ステージWCS1に対して相対移動可能な微動ステージWFS1とを有している。微動ステージWFS1は、微動ステージ駆動系52A(図3参照)によって粗動ステージWCS1に対して6自由度方向(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向、及びθz方向(以下、(X、Y、Z、θx、θy、θz)と略記する))に駆動される。
As can be seen from FIGS. 1 and 2A and the like, wafer stage WST1 is levitated and supported on
ウエハステージWST1(粗動ステージWCS1)のXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報も含む)は、ウエハステージ位置計測系16Aによって求められる(計測される)。また、露光ステーション200にある粗動ステージWCS1に支持された微動ステージWFS1(又は微動ステージWFS2)の6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)の位置情報は微動ステージ位置計測系70Aによって求められる(計測される)。ウエハステージ位置計測系16A及び微動ステージ位置計測系70Aの計測結果(計測情報)は、粗動ステージWCS1、微動ステージWFS1(又はWFS2)の位置制御のため、主制御装置20(図3参照)に供給される。
Position information (including rotation information in the θz direction) of wafer stage WST1 (coarse movement stage WCS1) in the XY plane is obtained (measured) by wafer stage
ウエハステージWST2は、ウエハステージWST1と同様、その底面に設けられた複数の非接触軸受(例えばエアベアリング(図示省略))によりベース盤12の上に浮上支持され、粗動ステージ駆動系51B(図3参照)により、XY二次元方向に駆動される粗動ステージWCS2と、粗動ステージWCS2に非接触状態で支持され、粗動ステージWCS2に対して相対移動可能な微動ステージWFS2とを有している。微動ステージWFS2は、微動ステージ駆動系52B(図3参照)によって粗動ステージWCS2に対して6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)に駆動される。
Similar to wafer stage WST1, wafer stage WST2 is levitated and supported on
ウエハステージWST2(粗動ステージWCS2)のXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報も含む)は、ウエハステージ位置計測系16Bによって求められる(計測される)。また、計測ステーション300にある粗動ステージWCS2に支持された微動ステージWFS2(又はWFS1)の6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)の位置情報は微動ステージ位置計測系70Bによって求められる(計測される)。ウエハステージ位置計測系16B及び微動ステージ位置計測系70Bの計測情報は、粗動ステージWCS2、微動ステージWFS2(又はWFS1)の位置制御のため、主制御装置20(図3参照)に供給される。
Position information (including rotation information in the θz direction) of wafer stage WST2 (coarse movement stage WCS2) in the XY plane is obtained (measured) by wafer stage
リレーステージDRSTは、粗動ステージWCS1,WCS2と同様、その底面に設けられた複数の非接触軸受(例えばエアベアリング(図示省略))によりベース盤12の上に浮上支持され、リレーステージ駆動系53(図3参照)により、XY二次元方向に駆動可能になっている。
Similar to coarse movement stages WCS1 and WCS2, relay stage DRST is levitated and supported on
リレーステージDRSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報も含む)は、例えば干渉計及び/又はエンコーダなどを含む不図示の位置計測系によって求められる(計測される)。位置計測系の計測情報は、リレーステージDRSTの位置制御のため、主制御装置20(図3参照)に供給される。 Position information in the XY plane of relay stage DRST (including rotation information in the θz direction) is obtained (measured) by a position measurement system (not shown) including an interferometer and / or an encoder, for example. The measurement information of the position measurement system is supplied to the main controller 20 (see FIG. 3) for position control of the relay stage DRST.
さらに、本実施形態の露光装置100は、図1では図示が省略されているが、図5に示されるように、投影ユニットPUの近傍に、ブレードBLを有する補助ステージASTを備えている。
Furthermore, although not shown in FIG. 1, the
上記各種計測系を含み、ステージ系の構成各部の構成等については、後に詳述する。 The configuration of each part of the stage system including the various measurement systems will be described in detail later.
この他、本実施形態の露光装置100では、レチクルステージRSTの上方には、例えば米国特許第5,646,413号明細書などに詳細に開示されるように、CCD等の撮像素子を有し、露光波長の光(本実施形態では照明光IL)をアライメント用照明光とする画像処理方式の一対のレチクルアライメント系RA1,RA2(図1においてはレチクルアライメント系RA2は、レチクルアライメント系RA1の紙面奥側に隠れている。)が配置されている。一対のレチクルアライメント系RA1,RA2は、投影光学系PLの直下に微動ステージWFS1(又はWFS2)上の後述する計測プレートが位置する状態で、主制御装置20により、レチクルRに形成された一対のレチクルアライメントマーク(図示省略)の投影像と対応する計測プレート上の一対の第1基準マークとを投影光学系PLを介して検出することで、投影光学系PLによるレチクルRのパターンの投影領域の中心と計測プレート上の基準位置、すなわち一対の第1基準マークの中心との位置関係を検出するために用いられる。レチクルアライメント系RA1,RA2の検出信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置20に供給される(図3参照)。
In addition, the
図3には、露光装置100の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、主制御装置20を中心として構成されている。主制御装置20は、ワークステーション(又はマイクロコンピュータ)等を含み、前述の局所液浸装置8、粗動ステージ駆動系51A,51B、微動ステージ駆動系52A,52B、及びリレーステージ駆動系53など、露光装置100の構成各部を統括制御する。
FIG. 3 shows the main configuration of the control system of the
ここで、ステージ系の各部の構成等について詳述する。まず、ウエハステージWST1,WST2について説明する。本実施形態では、ウエハステージWST1とウエハステージWST2とは、その駆動系、位置計測系などを含み、全く同様に構成されている。従って、以下では、代表的にウエハステージWST1を取り上げて説明する。 Here, the configuration of each part of the stage system will be described in detail. First, wafer stages WST1 and WST2 will be described. In the present embodiment, wafer stage WST1 and wafer stage WST2 are configured in exactly the same way, including their drive system, position measurement system, and the like. Therefore, the following description will be made taking the wafer stage WST1 as a representative.
粗動ステージWCS1は、図2(A)及び図2(B)に示されるように、平面視で(+Z方向から見て)X軸方向を長手方向とする長方形板状(直方体状)の粗動スライダ部91と、粗動スライダ部91の長手方向の一端部と他端部の上面にYZ平面に平行な状態でそれぞれ固定され、かつY軸方向を長手方向とする長方形板状の一対の側壁部92a,92bと、側壁部92a,92bそれぞれの上面に固定された一対の固定子部93a、93bと、を備えている。粗動ステージWCS1は、全体として、上面のX軸方向中央部及びY軸方向の両側面が開口した高さの低い箱形の形状を有している。すなわち、粗動ステージWCS1には、その内部にY軸方向に貫通した空間部が形成されている。
As shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), coarse movement stage WCS1 has a rectangular plate shape (cuboid shape) having a longitudinal direction in the X-axis direction in plan view (as viewed from the + Z direction). A pair of rectangular plate-like members that are fixed to the upper surface of one end and the other end in the longitudinal direction of the moving
粗動ステージWCS1は、図6に示されるように、粗動スライダ部91の長手方向の中央の分離線を境として、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとの2つの部分に分離可能に構成されている。従って、粗動スライダ部91は、第1部分WCS1aの一部を構成する第1スライダ部91aと、第2部分WCS1bの一部を構成する第2スライダ部91bとから構成されている。
As shown in FIG. 6, coarse movement stage WCS1 is configured to be separable into two parts, a first part WCS1a and a second part WCS1b, with a separation line at the center in the longitudinal direction of
ベース盤12の内部には、図1に示されるように、XY二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイル14を含む、コイルユニットが収容されている。
As shown in FIG. 1, a coil unit including a plurality of
コイルユニットに対応して、粗動ステージWCS1の底面、すなわち第1スライダ部91a、第2スライダ部91bの底面には、図6及び図2(A)に示されるように、XY二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数の永久磁石18から成る磁石ユニットが設けられている。磁石ユニットは、ベース盤12のコイルユニットと共に、例えば米国特許第5,196,745号明細書などに開示されるローレンツ電磁力駆動方式の平面モータから成る粗動ステージ駆動系51Aa、51Ab(図3参照)を、それぞれ構成している。コイルユニットを構成する各コイル14に供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置20によって制御される(図3参照)。
Corresponding to the coil unit, the bottom surface of the coarse movement stage WCS1, that is, the bottom surface of the
第1、第2スライダ部91a、91bそれぞれの底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング94が固定されている。粗動ステージWCS1の第1部分WCS1a及び第2部分WCS1bは、それぞれエアベアリング94によって、ベース盤12上に所定のクリアランス、例えば数μm程度のクリアランスを介して浮上支持され、粗動ステージ駆動系51Aa、51Abによって、X軸方向、Y軸方向及びθz方向に駆動される。
A plurality of
通常は、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとは、一体化して不図示のロック機構を介してロックされている。すなわち、通常は、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとは、一体的に動作する。そこで、以下では、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bが一体化して成る粗動ステージWCS1を駆動する平面モータから成る駆動系を、粗動ステージ駆動系51Aと呼ぶ(図3参照)。
Normally, the first part WCS1a and the second part WCS1b are integrated and locked via a lock mechanism (not shown). That is, normally, the first part WCS1a and the second part WCS1b operate integrally. Therefore, hereinafter, a drive system composed of a planar motor for driving coarse movement stage WCS1 formed by integrating first part WCS1a and second part WCS1b is referred to as coarse movement
なお、粗動ステージ駆動系51Aとしては、ローレンツ電磁力駆動方式の平面モータに限らず、例えば可変磁気抵抗駆動方式の平面モータを用いることもできる。この他、粗動ステージ駆動系51Aを、磁気浮上型の平面モータによって構成しても良い。この場合、粗動スライダ部91の底面にエアベアリングを設けなくても良くなる。
The coarse
一対の固定子部93a、93bそれぞれは、外形が板状の部材から成り、その内部に微動ステージWFS1(又はWFS2)を駆動するための複数のコイルから成るコイルユニットCUa、CUbが収容されている。コイルユニットCUa、CUbを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置20によって制御される。コイルユニットCUa、CUbの構成については、さらに後述する。ここで、微動ステージWFS1と微動ステージWFS2とは、全く同様に構成され、同様にして、粗動ステージWCS1に非接触で支持され、駆動されるが、以下では、微動ステージWFS1を代表的に取り上げて説明する。
Each of the pair of
一対の固定子部93a,93bそれぞれは、図2(A)及び図2(B)に示されるように、Y軸方向を長手方向とする矩形板状の形状を有する。固定子部93aは、+X側の端部が側壁部92a上面に固定され、固定子部93bは、−X側の端部が側壁部92b上面に固定されている。
Each of the pair of
微動ステージWFS1は、図2(A)及び図2(B)に示されるように、平面視でX軸方向を長手方向とする八角形板状の部材から成る本体部81と、本体部81の長手方向の一端部と他端部にそれぞれ固定された一対の可動子部82a、82bと、を備えている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, fine movement stage WFS1 includes a
本体部81は、その内部を後述するエンコーダシステムの計測ビーム(レーザ光)が進行可能とする必要があることから、光が透過可能な透明な素材で形成されている。また、本体部81は、その内部におけるレーザ光に対する空気揺らぎの影響を低減するため、中実に形成されている(内部に空間を有しない)。なお、透明な素材は、低熱膨張率であることが好ましく、本実施形態では一例として合成石英(ガラス)などが用いられる。なお、本体部81は、その全体が透明な素材で構成されていても良いが、エンコーダシステムの計測ビームが透過する部分のみが透明な素材で構成されていても良く、この計測ビームが透過する部分のみが中実に形成されていても良い。
The
微動ステージWFS1の本体部81の上面中央には、ウエハWを真空吸着等によって保持するウエハホルダ(不図示)が設けられている。なお、ウエハホルダは、微動ステージWFS1と一体に形成されていても良いし、本体部81に対して、例えば静電チャック機構あるいはクランプ機構等を介して、又は接着等により固定されていても良い。
A wafer holder (not shown) that holds the wafer W by vacuum suction or the like is provided at the center of the upper surface of the
さらに、本体部81の上面には、ウエハホルダ(ウエハWの載置領域)の外側に、図2(A)及び図2(B)に示されるように、ウエハW(ウエハホルダ)よりも一回り大きな円形の開口が中央に形成され、かつ本体部81に対応する八角形状の外形(輪郭)を有するプレート(撥液板)83が取り付けられている。プレート83の表面は、液体Lqに対して撥液化処理されている(撥液面が形成されている)。プレート83は、その表面の全部(あるいは一部)がウエハWの表面と同一面となるように本体部81の上面に固定されている。また、プレート83の−Y側端部には、図2(B)に示されるように、その表面がプレート83の表面と、すなわちウエハWの表面とほぼ同一面となる状態でX軸方向に細長い長方形の計測プレート86が設置されている。計測プレート86の表面には、前述した一対のレチクルアライメント系RA1,RA2それぞれにより検出される一対の第1基準マーク(不図示)、プライマリアライメント系AL1により検出される第2基準マーク(不図示)、及びその他の計測用部材(詳細は後述)等が設けられている。
Further, the upper surface of the
図2(A)に示されるように、本体部81の上面のウエハWよりも一回り大きい領域には、2次元グレーティング(以下、単にグレーティングと呼ぶ)RGが水平(ウエハW表面と平行)に配置されている。グレーティングRGは、X軸方向を周期方向とする反射型回折格子(X回折格子)と、Y軸方向を周期方向とする反射型回折格子(Y回折格子)と、を含む。
As shown in FIG. 2A, in a region slightly larger than the wafer W on the upper surface of the
グレーティングRGの上面は、保護部材、例えばカバーガラス84によって覆われて、保護されている。本実施形態では、カバーガラス84の上面に、ウエハホルダを吸着保持する前述の静電チャック機構が設けられている。なお、本実施形態では、カバーガラス84は、本体部81の上面のほぼ全面を覆うように設けられているが、グレーティングRGを含む本体部81の上面の一部のみを覆うように設けても良い。また、保護部材(カバーガラス84)は、本体部81と同一の素材によって形成しても良いが、これに限らず、保護部材を、例えば金属、セラミックスで形成しても良いし、あるいは薄膜などで構成しても良い。
The upper surface of the grating RG is covered and protected by a protective member, for example, a
本体部81は、図2(A)からもわかるように、長手方向の両端部の下端部に外側に突出した張り出し部が形成された全体として八角形板状部材から成り、その底面の、グレーティングRGに対向する部分に凹部が形成されている。本体部81は、グレーティングRGが配置された中央の領域は、その厚さが実質的に均一な板状に形成されている。
As can be seen from FIG. 2 (A), the
本体部81の+X側、−X側の張り出し部それぞれの上面には、断面凸形状のスペーサ85a、85bが、それぞれの凸部89a、89bを、外側に向けてY軸方向に延設されている。
On the upper surface of each of the + X side and −X side projecting portions of the
可動子部82aは、図2(A)及び図2(B)に示されるように、Y軸方向寸法(長さ)及びX軸方向寸法(幅)が、共に固定子部93aよりも短い(半分程度の)2枚の平面視矩形状の板状部材82a1、82a2を含む。これら2枚の板状部材82a1、82a2は、本体部81の長手方向の+X側の端部に対し、前述したスペーサ85aの凸部89aを介して、Z軸方向(上下)に所定の距離だけ離間した状態でともにXY平面に平行に固定されている。この場合、板状部材82a2は、スペーサ85aと本体部81の+X側の張り出し部とによって、その−X側端部が挟持されている。2枚の板状部材82a1、82a2の間には、粗動ステージWCS1の固定子部93aの−X側の端部が非接触で挿入されている。板状部材82a1、82a2の内部には、後述する磁石ユニットMUa1、MUa2が、収容されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
可動子部82bは、スペーサ85bにZ軸方向(上下)に所定の間隔が維持された2枚の板状部材82b1、82b2を含み、可動子部82aと左右対称ではあるが同様に構成されている。2枚の板状部材82b1、82b2の間には、粗動ステージWCSの固定子部93bの+X側の端部が非接触で挿入されている。板状部材82b1、82b2の内部には、磁石ユニットMUa1、MUa2と同様に構成された磁石ユニットMUb1、MUb2が、収容されている。
The
ここで、前述したように、粗動ステージWCS1は、Y軸方向の両側面が開口しているので、微動ステージWFS1を粗動ステージWCS1に装着する際には、板状部材82a1、82a2、及び82b1、82b2間に固定子部93a、93bがそれぞれ位置するように、微動ステージWFS1のZ軸方向の位置決めを行い、この後に微動ステージWFS1をY軸方向に移動(スライド)させれば良い。
Here, as described above, since coarse movement stage WCS1 is open on both sides in the Y-axis direction, when attaching fine movement stage WFS1 to coarse movement stage WCS1, plate-
次に、微動ステージWFS1を粗動ステージWCS1に対して相対的に駆動するための微動ステージ駆動系52Aの構成について説明する。
Next, the configuration of fine movement
微動ステージ駆動系52Aは、前述した可動子部82aが有する一対の磁石ユニットMUa1、MUa2と、固定子部93aが有するコイルユニットCUaと、可動子部82bが有する一対の磁石ユニットMUb1、MUb2と、固定子部93bが有するコイルユニットCUbと、を含む。
The fine movement
これをさらに詳述する。図7からわかるように、固定子部93aの内部における−X側の端部には、複数(ここでは、12個)の平面視長方形状のYZコイル(以下、適宜「コイル」と略述する)55、57が、Y軸方向に等間隔でそれぞれ配置された2列のコイル列が、X軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。YZコイル55は、上下方向(Z軸方向)に重ねて配置された平面視長方形状の上部巻線及び下部巻線(いずれの巻線も不図示)を有する。また、固定子部93aの内部であって、上述した2列のコイル列の間には、Y軸方向を長手方向とする細長い平面視長方形状の一つのXコイル(以下、適宜「コイル」と略述する)56が、配置されている。この場合、2列のコイル列と、Xコイル56とは、X軸方向に関して等間隔で配置されている。2列のコイル列と、Xコイル56とを含んで、コイルユニットCUaが構成されている。
This will be described in further detail. As can be seen from FIG. 7, at the end on the −X side inside the
なお、以下では、図7を用いて、一方の固定子部93a、及びこの固定子部93aに支持される可動子部82aについて説明するが、他方(−X側)の固定子部93b及び可動子部82bは、これらと同様に構成され、同様に機能する。
In the following, one
微動ステージWFS1の可動子部82aの一部を構成する+Z側の板状部材82a1の内部には、図7を参照するとわかるように、X軸方向を長手方向とする平面視長方形の複数(ここでは10個)の永久磁石65a、67aが、Y軸方向に等間隔で配置された2列の磁石列が、X軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。2列の磁石列それぞれは、コイル55、57に対向して配置されている。
Inside part constituting the + Z side of the plate-
複数の永久磁石65aは、それらの配列方向(Y軸方向)に関して交互に極性が逆極性となるような配置で配列されている。複数の永久磁石67aから成る磁石列は、複数の永久磁石65aから成る磁石列と同様に構成されている。
The plurality of
また、板状部材82a1の内部であって、上述の2列の磁石列の間には、X軸方向に離間して配置されたY軸方向を長手方向とする一対(2つ)の永久磁石66a1、66a2が、コイル56に対向して配置されている。永久磁石66a1、66a2は、互いに逆極性となるように配置されている。
In addition, a pair (two) of permanent members having a longitudinal direction in the Y-axis direction, which is arranged in the plate-
上述した複数の永久磁石65a、67a及び66a1、66a2によって、磁石ユニットMUa1が構成されている。
A magnet unit MUa 1 is configured by the plurality of
−Z側の板状部材82a2の内部にも、上述した板状部材82a1の内部と同様の配置で、永久磁石が配置され、これらの永久磁石によって、磁石ユニットMUa2が構成されている。
The permanent magnets are also arranged in the plate-
ここで、微動ステージ駆動系52Aでは、Y軸方向に隣接して配置された複数の永久磁石65aは、隣接する2つの永久磁石(便宜上第1、第2の永久磁石とする)65aそれぞれが、YZコイル(便宜上第1のYZコイルと呼ぶ)55の巻線部に対向したとき、第2の永久磁石65に隣接する第3の永久磁石65aが、上述の第1のYZコイル55に隣接する第2のYZコイル55の巻線部に対向しないように(コイル中央の中空部、又はコイルが巻き付けられたコア、例えば鉄芯に対向するように)、複数の永久磁石65及び複数のYZコイル55のY軸方向に関する位置関係(それぞれの間隔)が設定されている。この場合、第3の永久磁石65aに隣接する第4の永久磁石65a及び第5の永久磁石65aそれぞれは、第2のYZコイル55に隣接する第3のYZコイル55の巻線部に対向する。永久磁石67a、及び−Z側の板状部材82a2の内部の2列の永久磁石列のY軸方向に関する間隔も、同様になっている。
Here, in fine movement
本実施形態の微動ステージ駆動系52Aでは、上述のような各コイルと永久磁石との配置が採用されているので、主制御装置20は、Y軸方向に配列された複数のYZコイル55、57に対して、一つおきに電流を供給することによって、微動ステージWFS1をY軸方向に駆動することができる。また、これと併せて、主制御装置20は、YZコイル55、57のうち、微動ステージWFS1のY軸方向への駆動に使用していないコイルに電流を供給することによって、Y軸方向への駆動力とは別に、Z軸方向への駆動力を発生させ、微動ステージWFS1を粗動ステージWCS1から浮上させることができる。そして、主制御装置20は、微動ステージWFS1のY軸方向の位置に応じて、電流供給対象のコイルを順次切り替えることによって、微動ステージWFS1の粗動ステージWCS1に対する浮上状態、すなわち非接触状態を維持しつつ、微動ステージWFS1をY軸方向に駆動する。また、主制御装置20は、微動ステージWFS1を粗動ステージWCS1から浮上させた状態で、Y軸方向と併せて独立にX軸方向にも駆動可能である。
In the fine movement
また、主制御装置20は、例えば図8(A)に示されるように、微動ステージWFS1の+X側の可動子部82aと−X側の可動子部82bとに、互いに異なる大きさのY軸方向の駆動力(推力)を作用させることによって(図8(A)の黒塗り矢印参照)、微動ステージWFS1をZ軸回りに回転(θz回転)させることができる(図8(A)の白抜き矢印参照)。なお、図8(A)とは反対に、+X側の可動子部82aに作用させる駆動力を−X側よりも大きくすることで、微動ステージWFS1をZ軸に対して左回りに回転させることができる。
Further, as shown in FIG. 8 (A), for example,
また、主制御装置20は、図8(B)に示されるように、微動ステージWFS1の+X側の可動子部82aと−X側の可動子部82bとに、互いに異なる浮上力(図8(B)の黒塗り矢印参照)を作用させることによって、微動ステージWFSをY軸回りに回転(θy駆動)させること(図8(B)の白抜き矢印参照)ができる。なお、図8(B)とは反対に、可動子部82aに作用させる浮上力を可動子部82b側よりも大きくすることで、微動ステージWFS1をY軸に対して左回りに回転させることができる。
Further, as shown in FIG. 8 (B),
さらに、主制御装置20は、例えば図8(C)に示されるように、微動ステージWFS1の可動子部82a、82bそれぞれにおいて、Y軸方向の+側と−側とに、互いに異なる浮上力(図8(C)の黒塗り矢印参照)を作用させることによって、微動ステージWFS1をX軸回りに回転(θx駆動)させること(図8(C)の白抜き矢印参照)ができる。なお、図8(C)とは反対に、可動子部82a(及び82b)の−Y側の部分に作用させる浮上力を+Y側の部分に作用させる浮上力よりも小さくすることで、微動ステージWFS1をX軸に対して左回りに回転させることができる。
Further, as shown in FIG. 8C, for example,
以上の説明からわかるように、本実施形態では、微動ステージ駆動系52Aにより、微動ステージWFS1を、粗動ステージWCS1に対して非接触状態で浮上支持するとともに、粗動ステージWCS1に対して、非接触で6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)へ駆動することができるようになっている。
As can be seen from the above description, in the present embodiment, fine movement stage WFS1 is levitated and supported in a non-contact state with coarse movement stage WCS1 by fine movement
また、本実施形態では、主制御装置20は、微動ステージWFS1に浮上力を作用させる際、固定子部93a内に配置された2列のコイル55、57(図7参照)に互いに反対方向の電流を供給することによって、例えば図9に示されるように、可動子部82aに対して、浮上力(図9の黒塗り矢印参照)と同時にY軸回りの回転力(図9の白抜き矢印参照)を作用させることができる。また、主制御装置20は、一対の可動子部82a、82bそれぞれに、互いに反対の方向のY軸回りの回転力を作用させることによって、微動ステージWFS1の中央部を+Z方向又は−Z方向に撓ませることができる(図9のハッチング付き矢印参照)。従って、図9に示されるように、微動ステージWFS1の中央部を+Z方向に撓ませることによって、ウエハW及び本体部81の自重に起因する微動ステージWFS1(本体部81)のX軸方向の中間部分の撓みを打ち消して、ウエハW表面のXY平面(水平面)に対する平行度を確保できる。これにより、ウエハWが大径化して微動ステージWFS1が大型化した時などに、特に効果を発揮する。なお、図9には、微動ステージWFS1を+Z方向に(凸形状に)撓ませる例が示されているが、コイルに対する電流の向きを制御することによって、これとは反対の方向に(凹形状に)微動ステージWFS1を撓ませることも可能である。
In the present embodiment, when the
本実施形態の露光装置100では、ウエハWに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時には、微動ステージWFS1のXY平面内の位置情報(θz方向の位置情報を含む)は、主制御装置20により、後述する微動ステージ位置計測系70Aのエンコーダシステム73(図3参照)を用いて求められる(計測される)。微動ステージWFS1の位置情報は、主制御装置20に送られ、主制御装置20は、この位置情報に基づいて微動ステージWFS1の位置を制御する。
In
これに対し、ウエハステージWST1(微動ステージWFS1)が微動ステージ位置計測系70Aの計測領域外に位置する際には、ウエハステージWST1(及び微動ステージWFS1)の位置情報は、主制御装置20により、ウエハステージ位置計測系16A(図1及び図3参照)を用いて計測される。ウエハステージ位置計測系16Aは、図1に示されるように、粗動ステージWCS1側面に鏡面加工により形成された反射面に測長ビームを照射してウエハステージWST1のXY平面内の位置情報を求める(計測する)レーザ干渉計を含んでいる。なお、図1では図示が省略されているが、実際には、粗動ステージWCS1には、Y軸に垂直なY反射面とX軸に垂直なX反射面とが形成され、これに対応して、レーザ干渉計もX反射面、Y反射面にそれぞれ測長ビームを照射するX干渉計、Y干渉計とが設けられている。なお、ウエハステージ位置計測系16Aでは、例えばY干渉計は複数の測長軸を有し、各測長軸の出力に基づいて、ウエハステージWST1のθz方向の位置情報(回転情報)をも計測できる。なお、ウエハステージWST1のXY平面内での位置情報は、上述のウエハステージ位置計測系16Aに代えて、その他の計測装置、例えばエンコーダシステムによって計測しても良い。この場合、例えばベース盤12の上面に2次元スケールを配置し、粗動ステージWCS1の底面にエンコーダヘッドを設けることができる。
In contrast, when wafer stage WST1 (fine movement stage WFS1) is positioned outside the measurement area of fine movement stage
前述の如く、微動ステージWFS2は、上述した微動ステージWFS1と全く同様に構成されており、微動ステージWFS1に代えて、粗動ステージWCS1に非接触で支持させることができる。この場合、粗動ステージWCS1と、粗動ステージWCS1によって支持された微動ステージWFS2とによって、ウエハステージWST1が構成され、微動ステージWFS2が備える一対の可動子部(各一対の磁石ユニットMUa1、MUa2及びMUb1、MUb2)と粗動ステージWCS1の一対の固定子部93a、93b(コイルユニットCUa、CUb)とによって、微動ステージ駆動系52Aが構成される。そして、この微動ステージ駆動系52Aによって、微動ステージWFS2が、粗動ステージWCS1に対して、非接触で6自由度方向に駆動される。
As described above, fine movement stage WFS2 is configured in the same manner as fine movement stage WFS1 described above, and can be supported in a non-contact manner on coarse movement stage WCS1 instead of fine movement stage WFS1. In this case, wafer stage WST1 is constituted by coarse movement stage WCS1 and fine movement stage WFS2 supported by coarse movement stage WCS1, and a pair of mover portions (each pair of magnet units MUa 1 and MUa) provided in fine movement stage WFS2 are provided. 2 and MUb 1 , MUb 2 ) and a pair of
また、微動ステージWFS2、WFS1は、それぞれ粗動ステージWCS2に非接触で支持させることができ、粗動ステージWCS2と、粗動ステージWCS2によって支持された微動ステージWFS2又はWFS1とによってウエハステージWST2が構成される。この場合、微動ステージWFS2又はWFS1が備える一対の可動子部(各一対の磁石ユニットMUa1、MUa2及びMUb1、MUb2)と粗動ステージWCS2の一対の固定子部93a、93b(コイルユニットCUa、CUb)とによって、微動ステージ駆動系52B(図3参照)が構成される。そして、この微動ステージ駆動系52Bによって、微動ステージWFS2又はWFS1が、粗動ステージWCS2に対して、非接触で6自由度方向に駆動される。
Fine movement stages WFS2 and WFS1 can be supported by coarse movement stage WCS2 in a non-contact manner, and wafer stage WST2 is configured by coarse movement stage WCS2 and fine movement stage WFS2 or WFS1 supported by coarse movement stage WCS2. Is done. In this case, a pair of mover parts (each pair of magnet units MUa 1 , MUa 2 and MUb 1 , MUb 2 ) provided in fine movement stage WFS2 or WFS1 and a pair of
図1に戻り、リレーステージDRSTは、粗動ステージWCS1,WCS2と同様(ただし、第1部分と第2部分とに分離できるようには構成されていない)に構成されたステージ本体44と、ステージ本体44の内部に設けられた搬送装置46(図3参照)とを備えている。従って、ステージ本体44は、粗動ステージWCS1,WCS2と同様に、微動ステージWFS1又はWFS2を非接触で支持(保持)できるようになっており、リレーステージDRSTに支持された微動ステージは、微動ステージ駆動系52C(図3参照)によってリレーステージDRSTに対して6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)に駆動可能である。ただし、微動ステージは、リレーステージDRSTに対して少なくともY軸方向にスライド可能であれば良い。
Returning to FIG. 1, the relay stage DRST is similar to the coarse movement stages WCS1 and WCS2 (however, it is not configured to be separated into the first part and the second part), And a transfer device 46 (see FIG. 3) provided inside the
搬送装置46は、リレーステージDRSTのステージ本体44のX軸方向の両側壁に沿ってY軸方向に所定ストロークで往復移動可能でかつZ軸方向に関しても所定ストロークで上下動可能な搬送部材本体と、微動ステージWFS1又はWFS2を保持して搬送部材本体に対してY軸方向に相対移動可能な移動部材とを含む搬送部材48と、搬送部材48を構成する搬送部材本体及び移動部材を個別に駆動可能な搬送部材駆動系54(図3参照)とを備えている。
The
次に、露光ステーション200にある粗動ステージWCS1に移動可能に保持される(ウエハステージWST1を構成する)微動ステージWFS1又はWFS2の位置情報の計測に用いられる微動ステージ位置計測系70A(図3参照)の構成について説明する。ここでは、微動ステージ位置計測系70Aが微動ステージWFS1の位置情報を計測する場合について説明する。
Next, fine movement stage
微動ステージ位置計測系70Aの一部を構成するエンコーダヘッド等は、図1に示されるように、ウエハステージWST1が投影光学系PLの下方に配置された状態で、粗動ステージWCS1の内部に設けられた空間部内に挿入される計測アーム71Aに設けられている。これについては後述する。計測アーム71Aは、ベース盤12上の投影光学系PLの−Y側の領域を移動可能な計測アームステージ72Aにより、Y軸方向を長手方向として、片持ち状態で支持(一端部近傍を支持)されている。計測アームステージ72Aは、その底面に設けられた複数の非接触軸受(例えばエアベアリング(図示省略))によりベース盤12の上に浮上支持され、計測アーム駆動系59(図3参照)によって、XY2次元方向に駆動される。
As shown in FIG. 1, an encoder head or the like constituting a part of fine movement stage
本実施形態の露光装置100では、計測アーム71Aの位置、すなわち計測アームステージ72Aの位置を計測する計測アーム位置計測系72A0が、設けられている。計測アーム位置計測系72A0は、例えば図1及び図5等に示されるように、投影光学系PLの側面(又はメインフレームBD)に固定された参照鏡(固定鏡)72A2の反射面に参照ビームを照射するとともに、計測アーム71A(若しくは計測アーム71Aを支持する計測アームステージ72A)に設けられた反射面72A1に測長ビームを照射し、参照ビーム及び測長ビームの対応する反射面からの反射ビームを受光し、参照鏡72A2のY位置を基準とする計測アーム71A(計測アームステージ72A)のX,Y及びθz位置を計測するレーザ干渉計システムによって構成することができる。
In
計測アーム位置計測系72A0による計測位置(計測結果)は主制御装置20に送られる(図3参照)。主制御装置20は、通常時は、計測アーム位置計測系72A0の計測結果に基づいて、計測アーム駆動系59(図3参照)を介して計測アームステージ72Aを駆動(位置制御)して、計測アーム71Aをその基準位置への位置決め状態を維持する。ここで、計測アーム71Aの基準位置とは、後述するエンコーダシステム73及びレーザ干渉計システム75の計測中心が、投影光学系PLの光軸AX上に一致する位置を意味する。
Measuring position by the measuring arm
ただし、後述する補助ステージASTの各種計測器を用いて投影光学系PLの光学特性等の計測を行う場合には、主制御装置20は、計測アーム71Aを上記基準位置外へ退避させる。
However, when measuring the optical characteristics of the projection optical system PL using various measuring instruments of the auxiliary stage AST described later, the
計測アーム71Aは、Y軸方向を長手方向とする、幅方向(X軸方向)よりも高さ方向(Z軸方向)の寸法が大きい縦長の長方形断面を有する四角柱状(すなわち直方体状)の部材であり、光を透過する同一の素材、例えばガラス部材が複数貼り合わされて形成されている。計測アーム71Aは、後述するエンコーダヘッド(光学系)が収容される部分を除き、中実に形成されている。計測アーム71Aは、前述したようにウエハステージWST1が投影光学系PLの下方に配置された状態では、先端部が粗動ステージWCS1の空間部内に挿入され、図1に示されるように、その上面が微動ステージWFS1の下面(より正確には、本体部81(図1では不図示、図2(A)等参照)の下面)に対向している。計測アーム71Aの上面は、微動ステージWFS1の下面との間に所定のクリアランス、例えば数mm程度のクリアランスが形成された状態で、微動ステージWFS1下面とほぼ平行に配置される。
The
微動ステージ位置計測系70Aは、図3に示されるように、微動ステージWFS1のX軸方向、Y軸方向、及びθz方向の位置を計測するエンコーダシステム73と、微動ステージWFS1のZ軸方向、θx方向及びθy方向の位置を計測するレーザ干渉計システム75とを備えている。エンコーダシステム73は、微動ステージWFS1のX軸方向の位置を計測するXリニアエンコーダ73x、微動ステージWFS1のY軸方向の位置を計測する一対のYリニアエンコーダ73ya、73yb(以下、適宜これらを併せてYリニアエンコーダ73yとも呼ぶ)を含む。エンコーダシステム73では、例えば米国特許第7,238,931号明細書、及び米国特許出願公開第2007/288121号明細書などに開示されるエンコーダヘッド(以下、適宜ヘッドと略述する)と同様の構成の回折干渉型のヘッドが用いられている。ただし、本実施形態では、ヘッドは、後述するように光源及び受光系(光検出器を含む)が、計測アーム71Aの外部に配置され、光学系のみが計測アーム71Aの内部に、すなわちグレーティングRGに対向して配置されている。以下、特に必要な場合を除いて、計測アーム71Aの内部に配置された光学系をヘッドと呼ぶ。
As shown in FIG. 3, fine movement stage
図10(A)には、計測アーム71Aの先端部が斜視図にて示されており、図10(B)には、計測アーム71Aの先端部の上面を+Z方向から見た平面図が示されている。エンコーダシステム73は、微動ステージWFS1のX軸方向の位置を1つのXヘッド77x(図11(A)及び図11(B)参照)で計測し、Y軸方向の位置を一対のYヘッド77ya、77yb(図11(B)参照)で計測する。すなわち、グレーティングRGのX回折格子を用いて微動ステージWFS1のX軸方向の位置を計測するXヘッド77xによって、前述のXリニアエンコーダ73xが構成され、グレーティングRGのY回折格子を用いて微動ステージWFS1のY軸方向の位置を計測する一対のYヘッド77ya、77ybによって、一対のYリニアエンコーダ73ya、73ybが構成されている。
FIG. 10A is a perspective view showing the distal end portion of the
図10(A)及び図10(B)に示されるように、Xヘッド77xは、計測アーム71AのY軸方向のセンターラインCLから等距離にある、X軸に平行な直線LX上の2点(図10(B)の白丸参照)から、グレーティングRG上に計測ビームLBx1、LBx2(図10(A)中に実線で示されている)を照射する。計測ビームLBx1、LBx2は、グレーティングRG上の同一の照射点に照射される(図11(A)参照)。計測ビームLBx1、LBx2の照射点、すなわちXヘッド77xの検出点(図10(B)中の符号DP参照)は、計測アーム71Aが基準位置に位置決めされている通常時には、ウエハWに照射される照明光ILの照射領域(露光領域)IAの中心である露光位置に一致している(図1参照)。すなわち、検出点DPが、図10(A)に示されるように、露光領域IAの中心(光軸AXに一致)に一致する位置が、計測アーム71Aの基準位置に設定されている。なお、計測ビームLBx1、LBx2は、実際には、本体部81と空気層との境界面などで屈折するが、図11(A)等では、簡略化して図示されている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the
図11(B)に示されるように、一対のYヘッド77ya、77ybそれぞれは、計測アーム71Aの前述のセンターラインCLの+X側、−X側に配置されている。Yヘッド77yaは、図10(A)及び図10(B)に示されるように、Y軸に平行な直線LYa上に配置され、直線LXからの距離が等しい2点(図10(B)の白丸参照)から、グレーティングRG上の共通の照射点に図10(A)においてそれぞれ破線で示される計測ビームLBya1,LBya2を照射する。計測ビームLBya1,LBya2の照射点、すなわちYヘッド77yaの検出点が、図10(B)に符号DPyaで示されている。
As shown in FIG. 11B, each of the pair of Y heads 77ya and 77yb is disposed on the + X side and the −X side of the aforementioned center line CL of the
Yヘッド77ybは、Yヘッド77yaと同様に、計測アーム71AのセンターラインCLから直線LYaと同一距離離れたY軸に平行な直線LYb上に配置され、直線LXからの距離が等しい2点(図10(B)の白丸参照)から、計測ビームLByb1,LByb2を、グレーティングRG上の共通の照射点DPybに照射する。図10(B)に示されるように、計測ビームLBya1,LBya2及び計測ビームLByb1,LByb2それぞれの検出点DPya、DPybは、X軸に平行な直線LX上に配置される。ここで、主制御装置20では、微動ステージWFS1のY軸方向の位置は、2つのYヘッド77ya、77ybの計測値の平均に基づいて決定する。従って、本実施形態では、微動ステージWFS1のY軸方向の位置は、検出点DPya、DPybの中点を実質的な計測点として計測される。そして、Yヘッド77ya、77ybによる検出点DPya、DPybの中点は、計測ビームLBx1,LBX2のグレーティングRG上の照射点DPと一致する。すなわち、本実施形態では、微動ステージWFS1のX軸方向及びY軸方向の位置情報の計測に関して、共通の検出点を有し、この検出点は、計測アーム71Aが基準位置に位置決めされている通常時には、ウエハWに照射される照明光ILの照射領域(露光領域)IAの中心である露光位置に一致する。従って、本実施形態では、主制御装置20は、エンコーダシステム73を用いることで、微動ステージWFS1上に載置されたウエハWの所定のショット領域にレチクルRのパターンを転写する際、微動ステージWFS1のXY平面内の位置情報の計測を、常に露光位置の直下(微動ステージWFS1の裏面側)で行うことができる。また、主制御装置20は、微動ステージWFSのY軸方向の位置をそれぞれ計測する、X軸方向に離間して配置された一対のYヘッド77ya、77ybの計測値の差に基づいて、微動ステージWFSのθz方向の回転量を計測する。
Similarly to the Y head 77ya, the Y head 77yb is disposed on a straight line LYb parallel to the Y axis that is the same distance as the straight line LYa from the center line CL of the
ここで、エンコーダシステム73を構成する3つのヘッド77x、77ya、77ybの構成について説明する。図11(A)には、3つのヘッド77x、77ya、77ybを代表して、Xヘッド77xの概略構成が示されている。また、図11(B)には、Xヘッド77x、Yヘッド77ya、77ybそれぞれの計測アーム71A内での配置が示されている。
Here, the configuration of the three
図11(A)に示されるように、Xヘッド77xは、その分離面がYZ平面と平行である偏光ビームスプリッタPBS、一対の反射ミラーR1a,R1b、レンズL2a,L2b、四分の一波長板(以下、λ/4板と表記する)WP1a,WP1b、反射ミラーR2a,R2b、及び反射ミラーR3a,R3b等を有し、これらの光学素子が所定の位置関係で配置されている。Yヘッド77ya、77ybも同様の構成の光学系を有している。Xヘッド77x、Yヘッド77ya、77ybそれぞれは、図11(A)及び図11(B)に示されるように、ユニット化されて計測アーム71Aの内部に固定されている。
As shown in FIG. 11A, the
図11(B)に示されるように、Xヘッド77x(Xリニアエンコーダ73x)では、計測アーム71Aの−Y側の端部の上面(又はその上方)に設けられた光源LDxから−Z方向にレーザビームLBx0が射出され、計測アーム71Aの一部にXY平面に対して45°の角度で斜設された反射面RPを介してY軸方向に平行にその光路が折り曲げられる。このレーザビームLBx0は、計測アーム71Aの内部の中実な部分を、計測アーム71Aの長手方向(Y軸方向)に平行に進行し、図11(A)に示される反射ミラーR3aに達する。そして、レーザビームLBx0は、反射ミラーR3aによりその光路が折り曲げられて、偏光ビームスプリッタPBSに入射する。レーザビームLBx0は、偏光ビームスプリッタPBSで偏光分離されて2つの計測ビームLBx1,LBx2となる。偏光ビームスプリッタPBSを透過した計測ビームLBx1は反射ミラーR1aを介して微動ステージWFS1に形成されたグレーティングRGに到達し、偏光ビームスプリッタPBSで反射された計測ビームLBx2は反射ミラーR1bを介してグレーティングRGに到達する。なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをP偏光成分とS偏光成分に分離することを意味する。
As shown in FIG. 11B, in the
計測ビームLBx1,LBx2の照射によってグレーティングRGから発生する所定次数の回折ビーム、例えば1次回折ビームそれぞれは、レンズL2a,L2bを介して、λ/4板WP1a,WP1bにより円偏光に変換された後、反射ミラーR2a,R2bにより反射されて再度λ/4板WP1a,WP1bを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタPBSに達する。 A diffracted beam of a predetermined order generated from the grating RG by irradiation of the measurement beams LBx 1 and LBx 2 , for example, a first-order diffracted beam is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plates WP1a and WP1b via the lenses L2a and L2b. After that, the light is reflected by the reflection mirrors R2a and R2b, passes through the λ / 4 plates WP1a and WP1b again, follows the same optical path as the forward path in the reverse direction, and reaches the polarization beam splitter PBS.
偏光ビームスプリッタPBSに達した2つの1次回折ビームは、各々その偏光方向が元の方向に対して90度回転している。このため、先に偏光ビームスプリッタPBSを透過した計測ビームLBx1の1次回折ビームは、偏光ビームスプリッタPBSで反射される。先に偏光ビームスプリッタPBSで反射された計測ビームLBx2の1次回折ビームは、偏光ビームスプリッタPBSを透過する。それにより、計測ビームLBx1,LBx2それぞれの1次回折ビームは同軸上に合成ビームLBx12として合成される。合成ビームLBx12は、反射ミラーR3bでその光路が、Y軸に平行に折り曲げられて、計測アーム71Aの内部をY軸に平行に進行し、前述の反射面RPを介して、図11(B)に示される、計測アーム71Aの−Y側の端部の上面(又はその上方)に設けられたX受光系74xに送光される。
The polarization directions of the two first-order diffracted beams that have reached the polarization beam splitter PBS are each rotated by 90 degrees with respect to the original direction. Therefore, the first-order diffracted beam of the measurement beam LBx 1 that has passed through the polarizing beam splitter PBS is reflected by the polarizing beam splitter PBS. The first-order diffracted beam of the measurement beam LBx 2 previously reflected by the polarizing beam splitter PBS is transmitted through the polarizing beam splitter PBS. Thereby, the first-order diffracted beams of the measurement beams LBx 1 and LBx 2 are combined on the same axis as a combined beam LBx 12 . The combined beam LBx 12 has its optical path bent in parallel with the Y-axis by the reflecting mirror R3b, travels in the
X受光系74xでは、合成ビームLBx12として合成された計測ビームLBx1,LBx2の1次回折ビームが不図示の偏光子(検光子)によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が不図示の光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。ここで、微動ステージWFS1が計測方向(この場合、X軸方向)に移動すると、2つのビーム間の位相差が変化して干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化は、微動ステージWFS1のX軸方向に関する位置情報として主制御装置20(図3参照)に供給される。
In the X
図11(B)に示されるように、Yヘッド77ya、77ybには、それぞれの光源LDya、LDybから射出され、前述の反射面RPで光路が90°折り曲げられたY軸に平行なレーザビームLBya0、LByb0が入射し、前述と同様にして、Yヘッド77ya、77ybから、偏向ビームスプリッタで偏向分離された計測ビームそれぞれのグレーティングRG(のY回折格子)による1次回折ビームの合成ビームLBya12、LByb12が、それぞれ出力され、Y受光系74ya、74ybに戻される。ここで、光源LDya、LDybから射出されるレーザビームLBya0、LByb0とY受光系74ya、74ybに戻される合成ビームLBya12、LByb12とは、図11(B)における紙面垂直方向に重なる光路をそれぞれ通る。また、上述のように、光源から照射されるレーザビームLBya0、LByb0とY受光系74ya、74ybに戻される合成ビームLBya12、LByb12とが、Z軸方向に離れた平行な光路を通るように、Yヘッド77ya、77ybでは、それぞれの内部で光路が適宜折り曲げられている(図示省略)。 As shown in FIG. 11B, the Y heads 77ya and 77yb emit laser beams LBya emitted from the respective light sources LDya and LDyb and parallel to the Y axis whose optical path is bent by 90 ° at the reflection surface RP. 0 and LByb 0 are incident, and in the same manner as described above, the combined beam LBya of the first-order diffracted beam by the grating RG (Y diffraction grating) of each of the measurement beams deflected and separated by the deflecting beam splitter from the Y heads 77ya and 77yb. 12 and LByb 12 are respectively output and returned to the Y light receiving systems 74ya and 74yb. Here, the light source LDya, laser beam LBya 0, LByb 0 and Y light receiving systems 74ya emitted from LDyb, the combined beams LBya 12, LByb 12 returned to 74yb, optical path overlap in a direction perpendicular to the page surface in FIG. 11 (B) Through each. Further, as described above, the laser beam LBya 0, LByb 0 and Y light receiving systems 74ya emitted from the light source, and a combined beam LBya 12, LByb 12 returned to 74yb, through the optical path parallel apart in the Z-axis direction As described above, in the Y heads 77ya and 77yb, the optical paths are appropriately bent inside (not shown).
レーザ干渉計システム75は、図10(A)に示されるように、3本の測長ビームLBz1、LBz2、LBz3を計測アーム71Aの先端部から、微動ステージWFSの下面に入射させる。レーザ干渉計システム75は、これら3本の測長ビームLBz1、LBz2、LBz3それぞれを照射する3つのレーザ干渉計75a〜75c(図3参照)を備えている。
As shown in FIG. 10A, the
レーザ干渉計システム75では、3本の測長ビームLBz1、LBz2、LBz3は、図10(A)及び図10(B)に示されるように、計測アーム71Aの上面上の同一直線上に無い3点それぞれから、Z軸に平行に射出される。ここで、3本の測長ビームLBz1、LBz2、LBz3は、図10(B)に示されるように、その重心が、前述の検出点DP(これは、計測アーム71Aが基準位置にあるとき、照射領域(露光領域)IAの中心である露光位置に一致する)に一致する、二等辺三角形(又は正三角形)の各頂点の位置から、それぞれ照射される。この場合、測長ビームLBz3の射出点(照射点)はセンターラインCL上に位置し、残りの測長ビームLBz1、LBz2の射出点(照射点)は、センターラインCLから等距離にある。本実施形態では、主制御装置20は、レーザ干渉計システム75を用いて、微動ステージWFS1のZ軸方向の位置、θz方向及びθy方向の回転量の情報を計測する。なお、レーザ干渉計75a〜75cは、計測アーム71Aの−Y側の端部の上面(又はその上方)に設けられている。レーザ干渉計75a〜75cから−Z方向に射出された測長ビームLBz1、LBz2、LBz3は、前述の反射面RPを介して計測アーム71A内をY軸方向に沿って進行し、その光路がそれぞれ折り曲げられて、上述の3点から射出される。
In the
本実施形態では、微動ステージWFS1の下面に、エンコーダシステム73からの各計測ビームを透過させ、レーザ干渉計システム75からの各測長ビームの透過を阻止する、波長選択フィルタ(図示省略)が設けられている。この場合、波長選択フィルタは、レーザ干渉計システム75からの各測長ビームの反射面をも兼ねる。
In the present embodiment, a wavelength selection filter (not shown) that transmits each measurement beam from the
以上の説明からわかるように、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70Aのエンコーダシステム73及びレーザ干渉計システム75を用いることで、微動ステージWFS1の6自由度方向の位置を計測することができる。この場合、エンコーダシステム73では、計測ビームの空気中での光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響が殆ど無視できる。従って、エンコーダシステム73により、微動ステージWFS1のXY平面内の位置情報(θz方向も含む)を高精度に計測できる。また、エンコーダシステム73によるX軸方向、及びY軸方向の実質的なグレーティング上の検出点、及びレーザ干渉計システム75によるZ軸方向の微動ステージWFS下面上の検出点は、計測アーム71Aが基準位置にある通常時には、それぞれ露光領域IAの中心(露光位置)に一致するので、いわゆるアッベ誤差の発生が実質的に無視できる程度に抑制される。従って、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70Aを用いることで、アッベ誤差なく、微動ステージWFS1のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置を高精度に計測できる。また、粗動ステージWCS1が投影ユニットPUの下方にあり、粗動ステージWCS1に微動ステージWFS2が移動可能に支持されている場合には、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70Aを用いることで、微動ステージWFS2の6自由度方向の位置を計測することができ、特に、微動ステージWFS2のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置については、アッベ誤差なく、高精度に計測できる。
As can be seen from the above description,
また、計測ステーション300が備える微動ステージ位置計測系70Bは、図1に示されるように、基本的には、微動ステージ位置計測系70Aと同様に構成されている。ただし、微動ステージ位置計測系70Bが備える計測アーム71Bは、Y軸方向を長手方向とし、その+Y側の端部近傍が、支持部材72Bを介してメインフレームBDからほぼ片持ち支持されている。
Further, fine movement stage
粗動ステージWCS2がアライメント装置99の下方にあり、粗動ステージWCS2に微動ステージWFS2又はWFS1が移動可能に支持されている場合には、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70Bを用いることで、微動ステージWFS2又はWFS1の6自由度方向の位置を計測することができ、特に、微動ステージWFS2又はWFS1のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置については、アッベ誤差なく、高精度に計測できる。
When coarse movement stage WCS2 is below
次に、補助ステージASTの構成等について詳細に説明する。 Next, the configuration and the like of the auxiliary stage AST will be described in detail.
図12(A)、図12(B)、及び図12(C)には、それぞれ、投影光学系PLの直下に位置決めされている補助ステージASTの側面図(+Y方向から見た図)、正面図(+X方向から見た図)、及び平面図(+Z方向から見た図)が示されている。補助ステージASTは、平面視で(+Z方向から見て)X軸方向を長手方向とする矩形状のスライダ部60aと、スライダ部60aの上面の+X側の端部を除く部分に固定された四角柱状の支持部(光学系収容部)60bと、支持部60bにその+X側の端部を除く部分が支持された矩形状のテーブル60cと、テーブル60cの上面に固定されたプレート状のブレードBLと、を備えている。
12A, 12B, and 12C are a side view of the auxiliary stage AST that is positioned immediately below the projection optical system PL (a view seen from the + Y direction), and a front view, respectively. A diagram (a diagram viewed from the + X direction) and a plan view (a diagram viewed from the + Z direction) are shown. The auxiliary stage AST has a
スライダ部60aの底面には、不図示ではあるが、ベース盤12のコイルユニットと共に、ローレンツ電磁力駆動方式の平面モータから成る補助ステージ駆動系58(図3参照)を構成する、複数の永久磁石から成る磁石ユニットが設けられている。スライダ部60aの底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング(不図示)が固定されている。補助ステージASTは、エアベアリングによって、ベース盤12の上に所定のクリアランス、例えば数μm程度のクリアランスを介して浮上支持され、補助ステージ駆動系58によって、X軸方向及びY軸方向に駆動される。
Although not shown, a plurality of permanent magnets that constitute an auxiliary stage drive system 58 (see FIG. 3), which is composed of a Lorentz electromagnetic force driven planar motor, together with the coil unit of the
通常は、補助ステージASTは、図13に示されるように、露光ステーション200内に位置し、微動ステージWFS1の位置計測に用いられている計測アーム71Aから−X側に所定距離以上離れた待機位置に待機している。補助ステージASTの一部をブレードBLが構成しているので、補助ステージASTをXY平面内で駆動すれば、ブレードBLがXY平面内で駆動される。すなわち、補助ステージ駆動系58は、ブレードBLをX軸方向及びY軸方向に駆動するブレード駆動系を兼ねている。
Normally, as shown in FIG. 13, the auxiliary stage AST is located in the
ブレードBLは、図12(B)及び図12(C)に示されるように、その+Y側端部の一部が他の部分より突出した略矩形の板部材から成り、その突出部がテーブル60c上面から突出する状態で、テーブル60cの上面に固定されている。 As shown in FIGS. 12B and 12C, the blade BL is formed of a substantially rectangular plate member in which a part of the + Y side end protrudes from the other part, and the protrusion is a table 60c. It is fixed to the upper surface of the table 60c so as to protrude from the upper surface.
ブレードBLの上面は、液体Lqに対して撥液性である。ブレードBLは、例えばステンレス等の金属製の基材と、その基材の表面に形成された撥液性材料の膜とを含む。撥液性材料は、例えばPFA(Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer)、PTFE(Poly tetra fluoro ethylene)、テフロン(登録商標)等を含む。なお、膜を形成する材料が、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂でも良い。また、ブレードBL全体が、PFA、PTFE、テフロン(登録商標)、アクリル系樹脂、及びシリコン系樹脂の少なくとも一つで形成されても良い。本実施形態において、液体Lqに対するブレードBLの上面の接触角は、例えば90度以上である。 The upper surface of the blade BL is liquid repellent with respect to the liquid Lq. The blade BL includes, for example, a metal base material such as stainless steel and a film of a liquid repellent material formed on the surface of the base material. Examples of the liquid repellent material include PFA (Tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether copolymer), PTFE (Polytetrafluoroethylene), and Teflon (registered trademark). The material for forming the film may be an acrylic resin or a silicon resin. The entire blade BL may be formed of at least one of PFA, PTFE, Teflon (registered trademark), acrylic resin, and silicon resin. In the present embodiment, the contact angle of the upper surface of the blade BL with respect to the liquid Lq is, for example, 90 degrees or more.
補助ステージASTは、計測アーム71Aに対して−X側から所定の隙間を介して係合可能で、その係合状態では、ブレードBLの一部(+X側の端部近傍)が計測アーム71Aの真上に位置する(例えば、図12(A)参照)。なお、図12(A)では、計測アーム71Aは、前述の計測アームステージ72Aと一体的に投影光学系PLの光軸AXの直下から+X側に移動(退避)している(図12(A)中の白抜き矢印参照)。
The auxiliary stage AST can be engaged with the
また、ブレードBLは、粗動ステージWCS1に支持されている微動ステージWFS1(又はWFS2)に−Y側から接触又は数300μm程度のクリアランスを介して近接可能であり、その接触又は近接状態で微動ステージWFS1(又はWFS2)の上面とともに、見かけ上一体のフルフラットな面を形成する(例えば図16参照)。ブレードBL(補助ステージAST)は、主制御装置20により、補助ステージ駆動系58を介して駆動され、微動ステージWFS1(又はWFS2)との間で液浸空間(液体Lq)の受け渡しを行う。なお、ブレードBLと微動ステージWFS1(又はWFS2)との間の液浸空間(液体Lq)の受け渡しについてはさらに後述する。
Further, the blade BL can be brought into contact with the fine movement stage WFS1 (or WFS2) supported by the coarse movement stage WCS1 from the −Y side or through a clearance of about 300 μm, and the fine movement stage in the contact or proximity state A seemingly integral full flat surface is formed together with the upper surface of WFS1 (or WFS2) (see, for example, FIG. 16). The blade BL (auxiliary stage AST) is driven by the
テーブル60c及び支持部60bの内部には、投影光学系PLの光学特性を計測するための各種計測器、例えば、照度むらセンサ(不図示)、波面収差計測器(不図示)、空間像計測装置61等が備えられている。照度むらセンサとして、例えば米国特許第4,465,368号明細書などに開示されている構成のセンサを採用することができる。波面収差計測器としては、例えば米国特許出願公開第2005/0206850号などに開示されているシャック−ハルトマン(Shack-Hartman)方式の計測器を採用することができる。
Inside the table 60c and the
図12(A)には、代表的に、空間像計測装置61の構成が示されている。空間像計測装置61は、補助ステージASTのテーブル60cの上面及び支持部60bの内部に配置された光学部材、例えばスリット板61a、ミラー61b,61c、送光レンズ61d、及びその他を含む光学系と、メインフレームBDに固定された受光系62、すなわち受光レンズ62a、光センサ62bと、を有している。
FIG. 12A typically shows the configuration of the aerial
スリット板61aは、その上面がブレードBLの上面と同一となるように、ブレードBLを構成する板部材に形成された円形の開口を閉塞する状態で配置され、その板部材とともに見かけ上一体でフルフラットなブレードBLを構成している。ここで、スリット板61aの上面、すなわちブレードBLの上面の高さは、粗動ステージWCS1(又はWCS2)に支持された微動ステージWFS1(又はWFS2)の上面、及び該微動ステージWFS1(又はWFS2)に載置されるウエハWの表面の高さにほぼ等しい。スリット板61aは、照明光ILに対して高い透過性を有する合成石英又はホタル石等によって形成された円形の受光ガラスと、その上面の中央の円形領域外に形成されたアルミニウム等の金属薄膜から成る反射膜(遮光膜を兼ねる)と、円形領域内に形成されたクロムの薄膜から成る遮光膜と、を有する。
The
遮光膜(スリット板61a)には、一例としてY軸方向を長手方向とする所定幅(例えば、0.2μm)の開口パターン(Xスリット)と、X軸方向を長手方向とする所定幅(例えば、0.2μm)の開口パターン(Yスリット)と、がパターンニングにより形成されている。
For example, the light shielding film (
空間像計測装置61によると、スリット板61aを介して鉛直下向き(−Z方向)に入射する照明光IL(像光束)は、ミラー61bにより、その光路を−X方向に折り曲げられる。折り曲げられた照明光ILは、ミラー61cにより、その光路を+X方向に折り曲げられ、送光レンズ61dを介してテーブル60cの外部に送り出される。そして、この照明光ILは、受光レンズ62aを介して光センサ62bで受光される。光センサ62bとして、微弱な光を精度良く検出する光電変換素子(受光素子)、例えばフォト・マルチプライヤ・チューブ(PMT、光電子増倍管)等が用いられる。
According to the aerial
受光系62(光センサ62b)の出力信号は、例えば増幅器、A/Dコンバータ(通常16ビットの分解能のものが用いられる)等を含む信号処理装置(不図示)に送られ、所定の信号処理が施されて主制御装置20に送られる。
The output signal of the light receiving system 62 (the
空間像計測装置61は、例えば米国特許出願公開第2002/0041377号明細書などに開示される空間像計測装置と同様に構成されている。従って、主制御装置20は、空間像計測装置61を用いて、米国特許出願公開第2002/0041377号明細書に開示される手法と同様の手法により、レチクル又はレチクルステージ上の基準板に形成されたX計測用マーク(Y計測用マーク)の投影像(空間像)のプロファイル(空間像プロファイル)を得る。
The aerial
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置100では、デバイスの製造に際し、露光ステーション200にある粗動ステージWCS1に保持された一方の微動ステージ(ここでは、一例としてWFS1であるものとする)に保持されたウエハWに対して、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、そのウエハW上の複数のショット領域にレチクルRのパターンがそれぞれ転写される。このステップ・アンド・スキャン方式の露光動作は、主制御装置20により、事前に行われた、ウエハアライメントの結果(例えばエンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)により得られるウエハW上の各ショット領域の配列座標を第2基準マークを基準とする座標に変換した情報)、及びレチクルアライメントの結果等に基づいて、ウエハW上の各ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)へ微動ステージWFS1が移動されるショット間移動動作と、レチクルRに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作と、を繰り返すことにより、行われる。なお、上記の露光動作は、先端レンズ191とウエハWとの間に液体Lqを保持した状態で、すなわち液浸露光により行われる。また、+Y側に位置するショット領域から−Y側に位置するショット領域の順で行われる。なお、EGAについては、例えば米国特許第4,780,617号明細書などに詳細に開示されている。
In the
本実施形態の露光装置100では、上述の一連の露光動作中、主制御装置20により、計測アーム位置計測系72A0による計測アーム71A(計測アームステージ72A)の位置の計測結果に基づいて、計測アーム71Aの基準位置への位置決め状態が維持されている。また、露光動作中、主制御装置20により、微動ステージ位置計測系70Aによる微動ステージWFS1(ウエハW)の投影光学系PLの光軸AXを基準とする位置の計測結果に基づいて、微動ステージWFS1(ウエハW)の位置が制御される。
In
なお、上述の走査露光動作時は、ウエハWをY軸方向に高加速度で駆動する必要があるが、本実施形態の露光装置100では、主制御装置20は、走査露光動作時には、図14(A)に示されように、原則的に粗動ステージWCS1を駆動せず、微動ステージWFS1のみをY軸方向に(必要に応じて他の5自由度方向にも併せて)駆動する(図14(A)の黒塗り矢印参照)ことで、ウエハWをY軸方向に走査する。これは、粗動ステージWCS1を駆動する場合に比べ、微動ステージWFS1のみを動かす方が駆動対象の重量が軽い分、高加速度でウエハWを駆動できて有利だからである。また、前述のように、微動ステージ位置計測系70Aは、その位置計測精度がウエハステージ位置計測系16Aよりも高いので、走査露光時には微動ステージWFS1を駆動した方が有利である。なお、この走査露光時には、微動ステージWFS1の駆動による反力(図14(A)の白抜き矢印参照)の作用により、粗動ステージWCS1が微動ステージWFS1と反対側に駆動される。すなわち、粗動ステージWCS1がカウンタマスとして機能し、ウエハステージWST1の全体から成る系の運動量が保存され、重心移動が生じないので、微動ステージWFS1の走査駆動によってベース盤12に偏加重が作用するなどの不都合が生じることがない。
During the scanning exposure operation described above, the wafer W needs to be driven at a high acceleration in the Y-axis direction. However, in the
一方、X軸方向にショット間移動(ステッピング)動作を行う際には、微動ステージWFS1のX軸方向への移動可能量が少ないことから、主制御装置20は、図14(B)に示されるように、粗動ステージWCS1をX軸方向に駆動することによって、ウエハWをX軸方向に移動させる。
On the other hand, when performing the shot-to-shot movement (stepping) operation in the X-axis direction,
上述した一方の微動ステージWFS1上のウエハWに対する露光と並行して、他方の微動ステージWFS2上では、ウエハ交換、ウエハアライメント等が行われる。ウエハ交換は、微動ステージWFS2を支持する粗動ステージWCS2が、計測ステーション300又はその近傍の所定のウエハ交換位置にあるときに、不図示のウエハ搬送系によって、露光済みのウエハWが微動ステージWFS2上からアンロードされるとともに、新たなウエハWが微動ステージWFS2上へロードされることで行われる。
In parallel with the exposure of the wafer W on one fine movement stage WFS1, the wafer exchange, wafer alignment, and the like are performed on the other fine movement stage WFS2. In the wafer exchange, when the coarse movement stage WCS2 that supports the fine movement stage WFS2 is at a predetermined wafer exchange position near the
ウエハアライメントに際し、主制御装置20は、まず、プライマリアライメント系AL1の直下に微動ステージWFS2上の計測プレート86を位置決めすべく、微動ステージWFS2を駆動し、プライマリアライメント系AL1を用いて、第2基準マークを検出する。そして、主制御装置20は、例えば、米国特許出願公開第2008/0088843号明細書などに開示されるように、ウエハステージWST2を例えば−Y方向に移動させ、その移動経路上における複数箇所にウエハステージWSTを位置決めし、位置決めの都度、アライメント系AL1,AL22,AL23の少なくとも1つを用いてアライメントショット領域(サンプルショット領域)におけるアライメントマークの位置情報を、検出する。例えば、4回の位置決めを行う場合を考えると、主制御装置20は、例えば1回目の位置決め時に、プライマリアライメント系AL1,セカンダリアライメント系AL22,AL23を用いて、3箇所のサンプルショット領域におけるアライメントマーク(以下、サンプルマークとも呼ぶ)を、2回目の位置決め時にアライメント系AL1,AL21〜AL24を用いてウエハW上の5つのサンプルマークを、3回目の位置決め時にアライメント系AL1,AL21〜AL24を用いて5つのサンプルマークを、4回目の位置決め時に、プライマリアライメント系AL1,セカンダリアライメント系AL22,AL23を用いて3つのサンプルマークを、それぞれ検出する。これにより、合計16箇所のアライメントショット領域におけるアライメントマークの位置情報を、16箇所のアライメントマークを単一のアライメント系で順次検出する場合などに比べて、格段に短時間で得ることができる。この場合において、上記のウエハステージWST2の移動動作と連動して、アライメント系AL1,AL22,AL23はそれぞれ、検出領域(例えば、検出光の照射領域に相当)内に順次配置されるY軸方向に沿って配列された複数のアライメントマーク(サンプルマーク)を検出する。このため、上記のアライメントマークの計測に際して、ウエハステージWST2をX軸方向に移動させる必要が無い。
In wafer alignment,
本実施形態では、主制御装置20は、第2基準マークの検出を含み、ウエハアライメントの際には、計測アーム71Bを含む微動ステージ位置計測系70Bを用いてウエハアライメント時における粗動ステージWCS2に支持された微動ステージWFS2のXY平面内の位置計測を行う。ただし、これに限らず、ウエハアライメント時の微動ステージWFS2の移動を粗動ステージWCS2と一体で行う場合には、前述したウエハステージ位置計測系16Bを介してウエハWの位置を計測しながらウエハアライメントを行っても良い。また、計測ステーション300と露光ステーション200とが離間しているので、ウエハアライメント時と露光時とでは、微動ステージWFS2の位置は、異なる座標系上で管理される。そこで、主制御装置20は、ウエハアライメントの結果得られたウエハW上の各ショット領域の配列座標を、第2基準マークを基準とする配列座標に変換する。
In the present embodiment,
このようにして微動ステージWFS2に保持されたウエハWに対するウエハアライメントが終了するが、このときは未だ、露光ステーション200において微動ステージWFS1に保持されたウエハWに対する露光が続行されている。図15(A)には、このウエハWに対するウエハアライメントが終了した段階の、粗動ステージWCS1、WCS2及びリレーステージDRSTの位置関係が示されている。
In this way, the wafer alignment with respect to the wafer W held on the fine movement stage WFS2 is completed. At this time, the exposure on the wafer W held on the fine movement stage WFS1 is still continued in the
主制御装置20は、粗動ステージ駆動系51Bを介してウエハステージWST2を図15(B)中の白抜き矢印で示されるように、−Y方向に所定距離駆動し、所定の待機位置(投影光学系PLの光軸AXとプライマリアライメント系AL1の検出中心との中央位置にほぼ一致)に静止しているリレーステージDRSTに接触又は500μm程度隔てて近接させる。
次に、主制御装置20は、微動ステージ駆動系52B,52CのYZコイルに流れる電流を制御して、ローレンツ力により微動ステージWFS2を、図15(C)中の黒塗り矢印で示されるように、−Y方向に駆動し、粗動ステージWCS2からリレーステージDRSTへ微動ステージWFS2を移載する。図15(D)には、リレーステージDRSTへの微動ステージWFS2の移載が終了した状態が示されている。
Next,
主制御装置20は、図15(D)に示される位置にリレーステージDRST及び粗動ステージWCS2を待機させた状態で、微動ステージWFS1上のウエハWに対する露光が終了するのを待つ。
図16には、露光が終了した直後のウエハステージWST1の状態が示されている。 FIG. 16 shows the state of wafer stage WST1 immediately after the exposure is completed.
主制御装置20は、露光終了に先立って、図17(A)の白抜き矢印で示されるように、補助ステージ駆動系58(図3参照)を介して待機位置(図13参照)から補助ステージAST(ブレードBL)を、+X方向に所定量駆動する。これにより、図17(A)に示されるように、ブレードBLの+X端部近傍が計測アーム71Aの真上に位置する。そして、主制御装置20は、この状態で、露光が終了するのを待つ。
Prior to the end of exposure,
そして、露光が終了すると、主制御装置20は、補助ステージ駆動系58を介して補助ステージAST(ブレードBL)を+X方向及び+Y方向に駆動し(図17(B)中の白抜き矢印参照)、ブレードBLを、図16及び図17(B)に示されるように、微動ステージWFS1にY軸方向に関して接触又は300μm程度のクリアランスを介して近接させる。すなわち、主制御装置20は、ブレードBLと微動ステージWFS1とをスクラム状態の設定を開始する。その後、主制御装置20は、補助ステージAST(ブレードBL)をさらに僅かに+X方向に駆動する。そして、ブレードBLの+Y側の突出部のX軸方向の中心が計測アーム71Aの中心と一致する状態になると、図18及び図19示されるように、ブレードBLと微動ステージWFS1とのスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージWST1と一体で補助ステージAST(ブレードBL)を+Y方向に駆動する(図18及び図19の白抜き矢印参照)。これにより、先端レンズ191との間に保持されていた液体Lqで形成される液浸空間が、微動ステージWFS1からブレードBLに渡される。図18には、液体Lqで形成される液浸空間が微動ステージWFS1からブレードBLに渡される直前の状態が示されている。この図18の状態では、先端レンズ191と、微動ステージWFS1及びブレードBLとの間に、液体Lqが保持されている。
When the exposure is completed,
そして、微動ステージWFS1からブレードBLへの液浸空間の受け渡しが終了すると、図20に示されるように、微動ステージWFS1を保持する粗動ステージWCS1が、前述の待機位置で微動ステージWFS2を保持して、粗動ステージWCS2と近接した状態で待機しているリレーステージDRSTに接触又は300μm程度のクリアランスを介して近接する。この微動ステージWFS1を保持する粗動ステージWCS1が、+Y方向に移動している途中の段階で、主制御装置20は、搬送部材駆動系54を介して搬送装置46の搬送部材48を粗動ステージWCS1の空間部内に挿入している。
When the transfer of the immersion space from fine movement stage WFS1 to blade BL is finished, as shown in FIG. 20, coarse movement stage WCS1 holding fine movement stage WFS1 holds fine movement stage WFS2 at the aforementioned standby position. Then, it contacts the relay stage DRST that is waiting in a state of being close to the coarse movement stage WCS2 or closes through a clearance of about 300 μm. In the middle of the movement of coarse movement stage WCS1 holding fine movement stage WFS1 in the + Y direction,
そして、微動ステージWFS1を保持する粗動ステージWCS1が、リレーステージDRSTに接触又は近接した時点で、主制御装置20は、搬送部材48を上方に駆動して、下方から微動ステージWFS1を支持させる。
When coarse movement stage WCS1 holding fine movement stage WFS1 comes into contact with or approaches relay stage DRST,
そして、この状態で、主制御装置20は、不図示のロック機構を解除し、粗動ステージWCS1を、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとに分離する。これにより、微動ステージWFS1が粗動ステージWCS1から離脱可能となる。そこで、主制御装置20は、図21(A)の白抜き矢印で示されるように、微動ステージWFS1を支持している搬送部材48を下方に駆動する。
In this state,
そして、主制御装置20は、粗動ステージWCS1の、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとを合体後、不図示のロック機構をロックする。
Then,
次に、主制御装置20は、微動ステージWFS1を下方から支持する搬送部材48をリレーステージDRSTのステージ本体44の内部に移動させる。図21(B)には、搬送部材48の移動が行われている状態が示されている。また、主制御装置20は、搬送部材48の移動と並行して、微動ステージ駆動系52C,52AのY駆動コイルに流れる電流を制御して、ローレンツ力により微動ステージWFS2を、図21(B)中の黒塗り矢印で示されるように、−Y方向に駆動し、微動ステージWFS2をリレーステージDRSTから粗動ステージWCS1に移載(スライド移動)する。
Next,
また、主制御装置20は、微動ステージWFS1がリレーステージDRSTの空間に完全に収容されるように、搬送部材48の搬送部材本体をリレーステージDRSTの空間に収容後、微動ステージWFS1を保持している移動部材を搬送部材本体上で+Y方向に移動させる(図21(C)中の白抜き矢印参照)。
Further,
次に、主制御装置20は、微動ステージWFS2を保持した粗動ステージWCS1を、−Y方向に移動して、ブレードBLから微動ステージWFS2に、先端レンズ191との間で保持されている液浸空間を渡す。この液浸空間(液体Lq)の受け渡しは、前述した微動ステージWFS1からブレードBLへの液浸空間の受け渡しと逆の手順で行われる。
Next,
液浸空間の受け渡し後、主制御装置20は、補助ステージAST(ブレードBL)を、計測アーム71Aから離れた位置、例えば前述の待機位置(図13参照)に退避させる。
After delivery of the immersion space,
そして、主制御装置20は、露光開始に先立って、前述の一対のレチクルアライメント系RA1,RA2、及び微動ステージWFSの計測プレート86上の一対の第1基準マークなどを用いて、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順(例えば、米国特許第5,646,413号明細書などに開示される手順)で、レチクルアライメントを行う。図21(D)には、レチクルアライメント中の微動ステージWFS2が、これを保持する粗動ステージWCS1とともに示されている。そして、主制御装置20は、レチクルアライメントの結果と、ウエハアライメントの結果(ウエハW上の各ショット領域の第2基準マークを基準とする配列座標)とに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行い、ウエハW上の複数のショット領域にレチクルRのパターンをそれぞれ転写する。この露光は、図21(E)及び図21(F)からも明らかなように、レチクルアライメント後、微動ステージWFS2を一端−Y側に戻し、ウエハW上の+Y側のショット領域から−Y側のショット領域の順で行われる。
Prior to the start of exposure,
上記の液浸空間の受け渡し、レチクルアライメント及び露光と並行して、以下のような動作が行われている。 In parallel with the above-mentioned immersion space delivery, reticle alignment, and exposure, the following operations are performed.
すなわち、主制御装置20は、図21(D)に示されるように、微動ステージWFS1を保持している搬送部材48を粗動ステージWCS2の空間内に移動させる。このとき、主制御装置20は、搬送部材48の移動とともに、微動ステージWFS1を保持している移動部材を搬送部材本体上で+Y方向に移動させる。
That is,
次に、主制御装置20は、不図示のロック機構を解除し、粗動ステージWCS2を、第1部分WCS2aと第2部分WCS2bとに分離するとともに、図21(E)中の白抜き矢印で示されるように、微動ステージWFS1を保持している搬送部材48を上方に駆動し、微動ステージWFS1を、微動ステージWFS1が備える各一対の可動子部が、粗動ステージWCS2の一対の固定子部に係合可能となる高さに位置決めする。
Next,
そして、主制御装置20は、粗動ステージWCS2の第1部分WCS2aと第2部分WCS2bとを合体させる。これにより、露光済みのウエハWを保持する微動ステージWFS1が、粗動ステージWCS2に支持される。そこで、主制御装置20は、不図示のロック機構をロックする。
Then,
次に、主制御装置20は、微動ステージWFS1を支持している粗動ステージWCS2を、図21(F)の白抜き矢印で示されるように+Y方向に駆動し、計測ステーション300に移動させる。
Next,
その後、主制御装置20によって、微動ステージWFS1上では、ウエハ交換、第2基準マークの検出、ウエハアライメント等が、前述と同様の手順で行われる。
Thereafter, on the fine movement stage WFS1, the
そして、主制御装置20は、ウエハアライメントの結果得られたウエハW上の各ショット領域の配列座標を、第2基準マークを基準とする配列座標に変換する。この場合も、微動ステージ位置計測系70Bを用いて、アライメントの際の微動ステージWFS1の位置計測が行われる。
Then,
このようにして微動ステージWFS1に保持されたウエハWに対するウエハアライメントが終了するが、このときは未だ、露光ステーション200において微動ステージWFS2に保持されたウエハWに対する露光が続行されている。
In this way, the wafer alignment for the wafer W held on the fine movement stage WFS1 is completed. At this time, however, the exposure of the wafer W held on the fine movement stage WFS2 is still continued in the
そして、主制御装置20は、前述と同様にして、微動ステージWFS1をリレーステージDRSTへ移載する。主制御装置20は、リレーステージDRST及び粗動ステージWCS2を前述の待機位置で待機させた状態で、微動ステージWFS2上のウエハWに対する露光が終了するのを待つ。
Then,
以降、同様の処理が、微動ステージWFS1、WFS2を交互に用いて繰り返し行われ、複数枚のウエハWに対する露光処理が連続して行われる。 Thereafter, the same processing is repeatedly performed using the fine movement stages WFS1 and WFS2 alternately, and the exposure processing for a plurality of wafers W is continuously performed.
ところで、露光装置100では、上記の一連の並行処理動作中、又は適宜なときに、主制御装置20により、補助ステージASTに設けられた各種計測器(前述の空間像計測装置61等)を用いて投影光学系PLの光学特性の計測が行われる。この際、主制御装置20は、例えば図12(A)及び図12(C)に示されるように、補助ステージASTの支持部60bが、計測アーム71Aに干渉しないように、計測アーム駆動系59(図3参照)を介して計測アームステージ72Aを駆動して、計測アーム71Aを投影光学系PLの光軸AX上の位置から+X方向に退避させた後、補助ステージASTに設けられた各種計測器を用いて計測を行う。この計測中に、粗動ステージWCS1に支持された微動ステージWFS1又はWFS2の位置を制御する必要があるときには、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70A、及び計測アーム位置計測72A0の計測結果に基づいて、微動ステージWFS1又はWFS2の位置を、投影光学系PLの光軸を基準として、制御する。
By the way, in the
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置100によると、微動ステージWFS1(又はWFS2)上のウエハWに対する露光が行われる際などには、微動ステージ位置計測系70Aのヘッドが設けられた計測アーム71Aが、主制御装置20により、該計測アーム71Aの投影光学系PLの光軸AXに対する相対位置情報を求める(計測する)計測アーム位置計測系72A0の計測結果に基づいて計測アーム駆動系59が制御されることで、基準位置に位置決めされ、この位置決め状態が維持される。そして、微動ステージWFS1(又はWFS2)の位置は、主制御装置20により、微動ステージWFS1(又はWFS2)と粗動ステージWCS1とにより囲まれる空間内に位置決めされる計測アーム71A上のヘッド(Xヘッド77x、Yヘッド77ya、77yb)から、微動ステージWFS1(又はWFS2)のグレーティングRGに計測ビームを照射し、グレーティングRGからの戻りビームを受光することにより、微動ステージWFS1(WFS2)のXY平面内の位置情報を計測する微動ステージ位置計測系70Aを用いて計測され、その計測結果に基づいて、制御されている。従って、本実施形態の露光装置100によると、投影光学系PLの光軸AXを基準として微動ステージWFS1(又はWFS2)、すなわち微動ステージWFS1(又はWFS2)に保持されるウエハWの位置情報を精度良く計測することができ、その計測結果に基づいて微動ステージWFS1(又はWFS2)を高精度で駆動することが可能となる。これにより、ウエハW上に精度良くレチクルRのパターンを転写することが可能になる。
As described above in detail, according to the
勿論、主制御装置20は、計測アーム71Aを基準位置に位置決めすることなく、計測アーム位置計測系72A0の計測結果と、微動ステージ位置計測系70Aの計測結果とに基づいて、粗動ステージWCS1に支持された微動ステージWFS1(WFS2)を駆動しても良い。この場合にも、投影光学系PLの光軸AXを基準として微動ステージWFS1(又はWFS2)、すなわち微動ステージWFS1(又はWFS2)に保持されるウエハWの位置情報を精度良く計測することができ、その計測結果に基づいて微動ステージWFS1(又はWFS2)を高精度で駆動することが可能である。
Of course, the
また、本実施形態の露光装置100によると、計測アーム71AがXY面内で移動可能な計測アームステージ72Aに支持されていることから、主制御装置20は、必要に応じて、計測アーム71Aを投影光学系PLの光軸AX上から退避させ、補助ステージASTを光軸AX上に位置決めして、補助ステージAST上の各種計測器(空間像計測装置61等)を用いて投影光学系PLの光学特性等を支障なく計測することができる。
Further, according to the
なお、上記実施形態では、計測アーム71Aを計測アームステージ72Aに支持してベース盤12上で駆動する構成を採用したが、これに限らず、計測アーム71Bと同様に、計測アーム71Aを、メインフレームBDに移動可能に(片持ち状態で)支持させても良い。この場合、前述したセカンダリアリアライメント系AL21〜AL24と同様の構成の駆動支持装置を採用し、該装置を用いて計測アーム71AをメインフレームBDに移動可能に支持させても良い。
In the above embodiment, the
なお、上述した空間像計測装置61等の構成は、一例であって、本発明の露光装置に適用可能な各種計測器がこれに限られるものではない。例えば、微動ステージWFS1(又はWFS2)に一部が設けられ、補助ステージASTに残りの一部が設けられた各種計測器を採用することもできる。
The configuration of the above-described aerial
図22には、このような構成の空間像計測装置の一例が示されている。この図22に示される微動ステージWFS1では、一対の第1基準マークとして一対の空間像計測スリットパターンSLが計測プレート86に形成されている。各空間像計測スリットパターンSLとしては、先のスリット板61aに形成されたXスリット及びYスリットと同様のスリットパターンを用いることができる。
FIG. 22 shows an example of the aerial image measuring apparatus having such a configuration. In fine movement stage WFS1 shown in FIG. 22, a pair of aerial image measurement slit patterns SL is formed on
微動ステージWFS1の内部には、一対の空間像計測スリットパターンSLのそれぞれの下方に本体部81をZ軸方向に貫通する状態で一対の筐体63aが収容されている。各筐体63aの内部には、対物レンズ、リレーレンズなどを含む光学系が配置されている。なお、以下では、便宜上、筐体63a内部の光学系を筐体63aと同一の符号を用いて送光系63aと表記する。
Inside fine movement stage WFS1, a pair of
一方、補助ステージASTの支持部60bには、その+Y側の端面に突出部60b0が設けられている。突出部60b0の内部には、上述の一対の送光系63aに対向する一対のL字状の筐体63bが埋め込まれている。各筐体63b内部には、リレーレンズ、ミラー等の光学系と、フォトマルチプライヤチューブ等の受光素子とが配置されている。なお、以下では、便宜上、筐体63b内部の光学系及び受光素子を筐体63bと同一の符号を用いて受光系63bと表記する。上述の計測プレート86(空間像計測スリットパターンSL)と、送光系63aと受光系63bとより、米国特許出願公開第2002/0041377号明細書などに開示されるものと同様の、空間像計測装置63が構成されている。
On the other hand, the supporting
この空間像計測装置63によると、照明光ILは、空間像計測スリットパターンSLを上方(+Z側)から下方(−Z側)に透過すると、送光系63aを通って微動ステージWFS1の−Z側に射出する。そして、この照明光ILが上方(+Z側)から受光系63bに入射し、その内部の受光素子で受光される。
According to the aerial
なお、空間像計測装置63による計測を行う際にも、主制御装置20によって、計測アーム71Aが投影光学系PLの光軸AX上から退避される。
Note that the measurement arm 71 </ b> A is retracted from the optical axis AX of the projection optical system PL by the
なお、上記実施形態では、微動ステージ位置計測系70A,70Bが、全体が例えばガラスによって形成され、内部を光が進行可能な計測アーム71A,71Bを備える場合を説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、計測アームは、少なくとも前述の各レーザビームが進行する部分が、光を透過可能な中実な部材によって形成されていれば良く、その他の部分は、例えば光を透過させない部材であっても良いし、中空構造であっても良い。また、例えば計測アームとしては、グレーティングに対向する部分から計測ビームを照射できれば、例えば計測アームの先端部に光源や光検出器等を内蔵していても良い。この場合、計測アームの内部にエンコーダの計測ビームを進行させる必要は無い。さらに、計測アームは、その形状は特に問わない。また、微動ステージ位置計測系70A,70Bは、必ずしも、計測アームを備えている必要はなく、粗動ステージWCS1,WCS2の空間部内にグレーティングRGに対向して配置され、該グレーティングRGに少なくとも1本の計測ビームを照射し、該計測ビームのグレーティングRGからの回折光を受光するヘッドを有し、該ヘッドの出力に基づいて微動ステージWFS1(又はWFS2)の少なくともXY平面内の位置情報を計測できれば足りる。
In the above embodiment, the case where fine movement stage
また、上記実施形態では、エンコーダシステム73が、Xヘッドと一対のYヘッドを備える場合について例示したが、これに限らず、例えばX軸方向及びY軸方向の2方向を計測方向とする2次元ヘッド(2Dヘッド)を、1つ又は2つ設けても良い。2Dヘッドを2つ設ける場合には、それらの検出点がグレーティング上で露光位置を中心として、X軸方向に同一距離離れた2点になるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
なお、上記実施形態では、微動ステージの上面、すなわちウエハに対向する面にグレーティングが配置されているものとしたが、これに限らず、グレーティングは、ウエハを保持するウエハホルダに形成されていても良い。この場合、露光中にウエハホルダが膨張したり、微動ステージに対する装着位置がずれたりした場合であっても、これに追従してウエハホルダ(ウエハ)の位置を計測することができる。また、グレーティングは、微動ステージの下面に配置されていても良く、この場合、エンコーダヘッドから照射される計測ビームが微動ステージの内部を進行しないので、微動ステージを光が透過可能な中実部材とする必要がなく、微動ステージを中空構造にして内部に配管、配線等を配置することができ、微動ステージを軽量化できる。 In the above embodiment, the grating is arranged on the upper surface of the fine movement stage, that is, the surface facing the wafer. However, the present invention is not limited to this, and the grating may be formed on a wafer holder that holds the wafer. . In this case, even if the wafer holder expands during exposure or the mounting position with respect to the fine movement stage shifts, the position of the wafer holder (wafer) can be measured following this. Further, the grating may be arranged on the lower surface of the fine movement stage. In this case, since the measurement beam irradiated from the encoder head does not travel inside the fine movement stage, the grating is a solid member capable of transmitting light. Therefore, it is possible to reduce the weight of the fine movement stage by making the fine movement stage into a hollow structure and arranging piping, wiring, and the like inside.
なお、上記実施形態では、スキャニング・ステッパに本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計を用いてこのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、エンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明は適用することができる。また、本発明は液浸型の露光装置に限らず、液体を用いない通常のドライ露光タイプの露光装置にも適用が可能である。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the scanning stepper has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a stationary exposure apparatus such as a stepper. Even if it is a stepper, the position measurement error caused by air fluctuation is different from the case where the position of this stage is measured using an interferometer by measuring the position of the stage on which the object to be exposed is mounted with an encoder. Generation can be made almost zero, and the stage can be positioned with high accuracy based on the measurement value of the encoder. As a result, the reticle pattern can be transferred onto the object with high accuracy. . The present invention can also be applied to a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus that synthesizes a shot area and a shot area. In addition, the present invention is not limited to an immersion type exposure apparatus, but can also be applied to a normal dry exposure type exposure apparatus that does not use a liquid.
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及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、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。 Further, the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment may be not only a reduction system but also any of the same magnification and enlargement systems, and the projection optical system PL may be any of a reflection system and a catadioptric system as well as a refraction system. The projected image may be an inverted image or an erect image.
また、照明光ILは、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)に限らず、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。例えば米国特許第7,023,610号明細書に開示されているように、真空紫外光として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(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)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。 The illumination light IL is not limited to ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), but may be ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). good. For example, as disclosed in US Pat. No. 7,023,610, single-wavelength laser light in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is used as vacuum ultraviolet light, for example, erbium. A harmonic which is amplified by a fiber amplifier doped with (or both erbium and ytterbium) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ILとしては波長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、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を用いるEUV露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。 In the above embodiment, it is needless to say that the illumination light IL of the exposure apparatus 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, the present invention can be applied to an EUV exposure apparatus that uses EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm). In addition, the present invention can be applied to an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスク(レチクル)を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第6,778,257号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク(可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)などを含む)を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、このステージの位置をエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムを用いて計測することで、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, a light transmission mask (reticle) in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. Instead of this reticle, For example, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257, an electronic mask (variable shaping mask, which forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257. For example, a non-light emitting image display element (spatial light modulator) including a DMD (Digital Micro-mirror Device) may be used. When such a variable shaping mask is used, the stage on which the wafer or glass plate is mounted is scanned with respect to the variable shaping mask, and the position of this stage is measured using an encoder system and a laser interferometer system. Thus, an effect equivalent to that of the above embodiment can be obtained.
また、例えば国際公開第2001/035168号に開示されているように、干渉縞をウエハW上に形成することによって、ウエハW上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置(リソグラフィシステム)にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, International Publication No. 2001/035168, an exposure apparatus (lithography system) that forms a line-and-space pattern on a wafer W by forming interference fringes on the wafer W. The present invention can also be applied.
さらに、例えば米国特許第6,611,316号明細書に開示されているように、2つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、1回のスキャン露光によってウエハ上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two reticle patterns are synthesized on a wafer via a projection optical system, and 1 on the wafer by one scan exposure. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that double exposes two shot areas almost simultaneously.
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体(エネルギビームが照射される露光対象の物体)はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。 In the above embodiment, the object on which the pattern is to be formed (the object to be exposed to which the energy beam is irradiated) is not limited to the wafer, but may be another object such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. good.
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. 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.
半導体素子などの電子デバイスは、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、前述した実施形態の露光装置(パターン形成装置)及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る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除去ステップ、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。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。 An electronic device such as a semiconductor element includes a step of designing a function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus (pattern forming apparatus) of the above-described embodiment. And a lithography step for transferring the mask (reticle) pattern to the wafer by the exposure method, a development step for developing the exposed wafer, and an etching step for removing the exposed member other than the portion where the resist remains by etching, It is manufactured through a resist removal step for removing a resist that has become unnecessary after etching, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the exposure method described above is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the wafer. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity.
以上説明したように、本発明の露光装置は、エネルギビームを物体上に照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、電子デバイスを製造するのに適している。 As described above, the exposure apparatus of the present invention is suitable for irradiating an energy beam on an object to form a pattern on the object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing an electronic device.
5…液体供給装置、8…局所液浸装置、20…主制御装置、59…計測アーム駆動系、61…空間像計測装置、70A…微動ステージ位置計測系、71A…計測アーム、72A…計測アームステージ、72A0…計測アーム位置計測系、77x…Xヘッド、77ya,77yb…Yヘッド、100…露光装置、BD…メインフレーム、PL…投影光学系、IL…照明光、WCS1…粗動ステージ、W…ウエハ、WFS1,WFS2…微動ステージ、RG…グレーティング、AST…補助ステージ、Lq…液体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Liquid supply apparatus, 8 ... Local immersion apparatus, 20 ... Main control apparatus, 59 ... Measurement arm drive system, 61 ... Aerial image measurement apparatus, 70A ... Fine movement stage position measurement system, 71A ... Measurement arm, 72A ... Measurement arm Stage, 72A 0 ... measurement arm position measurement system, 77x ... X head, 77ya, 77yb ... Y head, 100 ... exposure apparatus, BD ... main frame, PL ... projection optical system, IL ... illumination light, WCS1 ... coarse motion stage, W: Wafer, WFS1, WFS2: Fine movement stage, RG: Grating, AST: Auxiliary stage, Lq: Liquid.
Claims (18)
内部に空間部を有し、少なくとも二次元平面に沿って移動可能な第1移動体と;
前記第1移動体に移動可能に支持され、前記物体を保持して、少なくとも前記二次元平面に平行な面内で移動可能な保持部材と;
前記二次元平面に平行な第1軸に平行な方向に延び前記二次元平面内で前記支持部材に対する相対移動が許容されたアーム部材と;
前記アーム部材に少なくとも一部が設けられ、前記保持部材の前記二次元平面に実質的に平行な一面に配置された計測面に計測ビームを照射し、前記計測面からのビームを受光する第1計測部材を含み、該第1計測部材の出力を用いて前記保持部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を求める第1計測系と;
前記アーム部材の位置情報を求める第2計測系と;
を備える露光装置。 An exposure apparatus that exposes an object with energy through an optical system supported by a support member,
A first moving body having a space inside and movable along at least a two-dimensional plane;
A holding member that is movably supported by the first moving body, holds the object, and is movable in a plane parallel to at least the two-dimensional plane;
An arm member extending in a direction parallel to a first axis parallel to the two-dimensional plane and allowed to move relative to the support member in the two-dimensional plane;
The arm member is provided with at least a part, irradiates a measurement beam to a measurement surface arranged on one surface substantially parallel to the two-dimensional plane of the holding member, and receives a beam from the measurement surface. A first measurement system that includes a measurement member and obtains positional information of at least the two-dimensional plane of the holding member using an output of the first measurement member;
A second measurement system for obtaining position information of the arm member;
An exposure apparatus comprising:
前記駆動系は、前記アーム部材を前記支持部材に対して相対駆動する請求項4又は5に記載の露光装置。 The arm member is supported by the support member so as to be relatively movable,
The exposure apparatus according to claim 4, wherein the drive system drives the arm member relative to the support member.
前記アーム部材の長手方向の他端は、前記支持部材に支持されている請求項7に記載の露光装置。 At least a part of the first measurement member is provided at one end in the longitudinal direction of the arm member,
The exposure apparatus according to claim 7, wherein the other end of the arm member in the longitudinal direction is supported by the support member.
前記光学系と前記液体とを介して前記エネルギビームにより前記保持部材に保持された前記物体の露光が行われる請求項3〜8のいずれか一項に記載の露光装置。 The apparatus further includes a liquid supply device for supplying a liquid between the exit surface of the energy beam of the optical system and a member movable in a plane parallel to the two-dimensional plane disposed to face the exit surface. ,
The exposure apparatus according to claim 3, wherein the object held by the holding member by the energy beam is exposed through the optical system and the liquid.
前記保持部材が前記光学系の光軸上に位置するとき、前記保持部材に前記第2移動体が近接することで、前記第2計測部材の一部に光学的に接続されて前記第2計測部材を構成する前記第2計測部材の残りの一部が設けられている請求項3〜12のいずれか一項に記載の露光装置。 A part of the second measuring member is provided on the second moving body,
When the holding member is positioned on the optical axis of the optical system, the second measurement object is optically connected to a part of the second measuring member by the proximity of the second moving body to the holding member. The exposure apparatus according to any one of claims 3 to 12, wherein a remaining part of the second measurement member constituting the member is provided.
前記第1計測系は、前記光学系の光軸上の点を計測中心として前記保持部材の位置を計測する請求項1〜13のいずれか一項に記載の露光装置。 When the arm member is positioned at its reference position,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the first measurement system measures the position of the holding member with a point on the optical axis of the optical system as a measurement center.
前記第1計測部材は、前記グレーティングからの回折ビームを受光する請求項1〜15のいずれか一項に記載の露光装置。 A grating is formed on the measurement surface,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the first measurement member receives a diffracted beam from the grating.
露光された前記物体を現像することと;を含むデバイス製造方法。 Exposing an object with the exposure apparatus according to claim 1;
Developing the exposed object. A device manufacturing method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009211546A JP5299638B2 (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Exposure apparatus and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009211546A JP5299638B2 (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Exposure apparatus and device manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011061128A true JP2011061128A (en) | 2011-03-24 |
JP5299638B2 JP5299638B2 (en) | 2013-09-25 |
Family
ID=43948378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009211546A Active JP5299638B2 (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Exposure apparatus and device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5299638B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8570492B2 (en) | 2011-03-09 | 2013-10-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
JPWO2016136691A1 (en) * | 2015-02-23 | 2017-11-30 | 株式会社ニコン | Substrate processing system, substrate processing method, and device manufacturing method |
JP2018156100A (en) * | 2017-02-03 | 2018-10-04 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Exposure apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106933055B (en) * | 2015-12-31 | 2019-04-12 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | A kind of alignment device and alignment methods |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63277909A (en) * | 1987-05-11 | 1988-11-15 | Canon Inc | Length measuring instrument |
JP2001135561A (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Canon Inc | Stage system, aligner and method of fabrication for device |
WO2007018127A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Nikon Corporation | Stage apparatus and exposure apparatus |
WO2008038752A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Nikon Corporation | Mobile unit system, pattern forming device, exposing device, exposing method, and device manufacturing method |
JP2009033165A (en) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Nikon Corp | Movable body drive method, movable body drive system, pattern formation method, pattern formation device, and device manufacturing method |
-
2009
- 2009-09-14 JP JP2009211546A patent/JP5299638B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63277909A (en) * | 1987-05-11 | 1988-11-15 | Canon Inc | Length measuring instrument |
JP2001135561A (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Canon Inc | Stage system, aligner and method of fabrication for device |
WO2007018127A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Nikon Corporation | Stage apparatus and exposure apparatus |
WO2008038752A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Nikon Corporation | Mobile unit system, pattern forming device, exposing device, exposing method, and device manufacturing method |
JP2009033165A (en) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Nikon Corp | Movable body drive method, movable body drive system, pattern formation method, pattern formation device, and device manufacturing method |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8570492B2 (en) | 2011-03-09 | 2013-10-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
US9229340B2 (en) | 2011-03-09 | 2016-01-05 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
US9696638B2 (en) | 2011-03-09 | 2017-07-04 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
JPWO2016136691A1 (en) * | 2015-02-23 | 2017-11-30 | 株式会社ニコン | Substrate processing system, substrate processing method, and device manufacturing method |
JP2020160475A (en) * | 2015-02-23 | 2020-10-01 | 株式会社ニコン | System and method for processing substrate, and method for manufacturing device |
JP2019015991A (en) * | 2017-02-03 | 2019-01-31 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Exposure apparatus |
JP2019008323A (en) * | 2017-02-03 | 2019-01-17 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Exposure apparatus |
JP2019015990A (en) * | 2017-02-03 | 2019-01-31 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Exposure apparatus |
JP2019056943A (en) * | 2017-02-03 | 2019-04-11 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Exposure apparatus |
JP2020506418A (en) * | 2017-02-03 | 2020-02-27 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Exposure equipment |
JP2018156100A (en) * | 2017-02-03 | 2018-10-04 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | Exposure apparatus |
US11092903B2 (en) | 2017-02-03 | 2021-08-17 | Asml Netherlands B.V. | Exposure apparatus |
KR20210104172A (en) * | 2017-02-03 | 2021-08-24 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | Exposure apparatus |
KR102458052B1 (en) * | 2017-02-03 | 2022-10-24 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | Exposure apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5299638B2 (en) | 2013-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5773031B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP5804301B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP5534169B2 (en) | EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND CONVEYING METHOD | |
JP5679135B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP5700363B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP5822082B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP5704299B2 (en) | Object exchange method, exposure method, transport system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5679131B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP5614099B2 (en) | Mobile device, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP2010272867A (en) | Aligner and exposing method, and method of manufacturing device | |
KR20090073076A (en) | Mobile unit system, pattern forming device, exposing device, exposing method, and device manufacturing method | |
JP2013506268A (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP2013506267A (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5299638B2 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP2013506269A (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP2011061130A (en) | Aligner and exposure method, and method of manufacturing device | |
JP2011100878A (en) | Exposure device and method for manufacturing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120413 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130520 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130522 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130604 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5299638 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |