JP2012089769A - Exposure equipment and method for manufacturing device - Google Patents
Exposure equipment and method for manufacturing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012089769A JP2012089769A JP2010236976A JP2010236976A JP2012089769A JP 2012089769 A JP2012089769 A JP 2012089769A JP 2010236976 A JP2010236976 A JP 2010236976A JP 2010236976 A JP2010236976 A JP 2010236976A JP 2012089769 A JP2012089769 A JP 2012089769A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- heads
- exposure apparatus
- wafer
- head
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等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 a semiconductor element (such as an integrated circuit) and a liquid crystal display element, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
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、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、主として用いられている。 In lithography processes for manufacturing electronic devices (microdevices) such as semiconductor elements (integrated circuits, etc.) and liquid crystal display elements, step-and-repeat projection exposure apparatuses (so-called steppers) or step-and-scan projections An exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is mainly used.
この種の露光装置では、ウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、ウエハと総称する)上の複数のショット領域にレチクル(又はマスク)のパターンを転写するために、ウエハを保持するウエハステージが、例えばリニアモータ等により2次元方向に駆動される。ウエハステージの位置は、一般的に、長期に渡って高い安定性を有するレーザ干渉計を用いて、計測されていた。 In this type of exposure apparatus, in order to transfer a reticle (or mask) pattern to a plurality of shot regions on a substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter collectively referred to as a wafer), a wafer stage that holds the wafer includes: For example, it is driven in a two-dimensional direction by a linear motor or the like. The position of the wafer stage is generally measured by using a laser interferometer having high stability over a long period of time.
しかるに、近年の半導体素子の高集積化に伴うパターンの微細化により、ウエハステージの位置制御性の更なる向上が要求されるようになり、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度変化や温度勾配の影響で発生する空気揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が、無視できなくなってきた。そこで、最近では、レーザ干渉計と同程度以上の計測分解能を有するエンコーダが採用されている(例えば、特許文献1参照)。 However, due to the miniaturization of patterns due to the recent high integration of semiconductor elements, further improvement in wafer stage position controllability is required, and the temperature change and temperature gradient of the atmosphere on the beam path of the laser interferometer Short-term fluctuations in measured values due to air fluctuations that occur due to the effects of air pressure can no longer be ignored. Therefore, recently, an encoder having a measurement resolution equal to or higher than that of a laser interferometer has been adopted (for example, see Patent Document 1).
半導体素子の高集積化及びこれに伴うパターンの微細化は、留まることがなく、このため、特許文献1に開示されるようなエンコーダシステムであっても、近い将来、要求される計測精度を達成できなくなることは確実である。
The high integration of semiconductor elements and the accompanying pattern miniaturization do not stop. Therefore, even an encoder system as disclosed in
本発明の第1の態様によれば、照明光に対して物体を第1方向に走査して前記物体上に所定のパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持して前記第1方向及びこれに直交する第2方向を含む所定平面に沿って移動する移動体と;前記移動体の上面に前記第2方向に離れて配置され、その上面に前記第1及び第2方向を周期方向とする2次元グレーティングが形成された前記第1方向に延びる一対の計測面と;前記一対の計測面のそれぞれに対応して少なくとも各1つ設けられ、対応する前記計測面上の第1照射点に計測ビームを照射しその計測ビームの前記2次元グレーティングを介した戻り光を受光する少なくとも前記第2方向を計測方向とする複数の第1ヘッドを含む複数のヘッドを有し、前記複数のヘッドの出力に基づいて少なくとも前記所定平面内の前記移動体の位置情報を求める位置計測系と;を備え、前記第1照射点は、前記計測面上において、前記照明光の照射中心を通る前記第2方向の直線上に位置する露光装置が、提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that scans an object in a first direction with respect to illumination light to form a predetermined pattern on the object, and holds the object and performs the first operation. A moving body that moves along a predetermined plane including a direction and a second direction orthogonal to the direction; and is disposed apart from the second direction on the upper surface of the moving body, and the first and second directions are periodically arranged on the upper surface. A pair of measurement surfaces extending in the first direction in which a two-dimensional grating having a direction is formed; and at least one measurement surface corresponding to each of the pair of measurement surfaces, and a first irradiation on the corresponding measurement surface A plurality of heads including a plurality of first heads having at least the second direction as a measurement direction for irradiating a point with a measurement beam and receiving return light of the measurement beam via the two-dimensional grating; Based on head output A position measurement system that obtains at least position information of the movable body in the predetermined plane, and the first irradiation point is on a straight line in the second direction passing through the irradiation center of the illumination light on the measurement surface. An exposure apparatus located at is provided.
これによれば、複数の第1ヘッドから計測面上の第1照射点に計測ビームが照射され、その計測ビームの計測面からの戻り光が第1ヘッドによって受光される。第1照射点は、計測面上において照明光の照射中心、すなわち露光位置を通る第2方向の直線上に位置するので、第1ヘッドにより移動体の第2方向の位置をアッベ誤差なく計測可能である。従って、第1ヘッドの出力に基づいて、露光時における移動体の第2方向の位置が制御されることで、移動体の位置制御性の向上が可能となる。 According to this, the first irradiation point on the measurement surface is irradiated with the measurement beam from the plurality of first heads, and the return light from the measurement surface of the measurement beam is received by the first head. Since the first irradiation point is located on the measurement surface on the illumination light irradiation center, that is, on the straight line in the second direction passing through the exposure position, the first head can measure the position of the moving body in the second direction without Abbe error. It is. Therefore, the position controllability of the moving body can be improved by controlling the position of the moving body in the second direction during exposure based on the output of the first head.
本発明の第2の態様によれば、本発明の露光装置を用いて物体上にパターンを形成することと;パターンが形成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: forming a pattern on an object using the exposure apparatus of the present invention; and developing the object on which the pattern is formed. Is done.
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図13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。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、照明系10、レチクルステージRST、投影ユニットPU、ウエハステージWST及び計測ステージMSTを有するステージ装置50、及びこれらの制御系等を備えている。図1において、ウエハステージWST上には、ウエハWが載置されている。
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を有する照度均一化光学系、及びレチクルブラインド(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)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、例えばArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられる。
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7参照)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. 7) including a linear motor, for example, and also 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方向の位置(以下では、適宜θz回転(若しくはθz回転量)、又はヨーイング(若しくはヨーイング量)とも表記する)の情報を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)116によって、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116の計測値は、主制御装置20(図1では不図示、図7参照)に送られる。なお、移動鏡15に代えて、レチクルステージRSTの端面に鏡面加工により形成された反射面を用いても良い。
Position information in the XY plane of reticle stage RST (including information on the position in the θz direction (hereinafter also referred to as θz rotation (or θz rotation amount) or yawing (or yawing amount) as appropriate)) is reticle laser interference. By a meter (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 116, a movable mirror 15 (actually, a Y movable mirror (or retroreflector) having a reflective surface orthogonal to the Y-axis direction and a reflective surface orthogonal to the X-axis direction) For example, with a resolution of about 0.25 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、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ている。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、1/5又は1/8など)を有する。このため、照明系10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を通過した照明光ILにより、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とウエハステージWST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、及び投影光学系PLによってウエハW上にレチクルRの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 includes a
本実施形態の露光装置100には、液浸方式の露光を行うために、局所液浸装置8が設けられている。局所液浸装置8は、例えば液体供給装置5、液体回収装置6(いずれも図1では不図示、図7参照)、液体供給管31A、液体回収管31B、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、投影ユニットPUを保持する不図示のメインフレームに吊り下げ支持されている。本実施形態では、ノズルユニット32は、図1に示されるように、その下端面が先端レンズ191の下端面とほぼ同一面に設定されている。また、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。
The
液体供給管31Aは液体供給装置5(図1では不図示、図7参照)に、液体回収管31Bは液体回収装置6(図1では不図示、図7参照)に接続されている。ここで、液体供給装置5には、液体を貯蔵するタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。液体回収装置6には、回収した液体を貯蔵するタンク、吸引ポンプ、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。
The
主制御装置20(図7参照)は、液体供給装置5を制御して、液体供給管31Aを介して先端レンズ191とウエハWとの間に液体Lqを供給するとともに、液体回収装置6を制御して、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Lqを回収する。このとき、主制御装置20は、供給される液体Lqの量と回収される液体Lq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とを制御する。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、これにより液浸領域14(図2、図4等参照)が形成される。なお、投影ユニットPUの下方に後述する計測ステージMSTが位置する場合にも、同様に先端レンズ191と計測テーブルとの間に液浸領域14を形成することができる。
The main control device 20 (see FIG. 7) controls the liquid supply device 5 to supply the liquid Lq between the
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(以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する)を用いるものとする。なお、ArFエキシマレーザ光に対する水の屈折率nは、ほぼ1.44であり、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。 In this embodiment, pure water that transmits ArF excimer laser light (light having a wavelength of 193 nm) (hereinafter, simply referred to as “water” unless otherwise required) is used as the liquid. Note that the refractive index n of water with respect to ArF excimer laser light is approximately 1.44, and the wavelength of the illumination light IL is shortened to 193 nm × 1 / n = about 134 nm in water.
ステージ装置50は、図1に示されるように、ベース盤12上に配置されたウエハステージWST及び計測ステージMST、これら2つのステージWST,MSTの位置情報を計測する計測システム200(図7参照)、及び2つのステージWST,MSTを駆動するステージ駆動系124(図7参照)等を備えている。計測システム200は、図7に示されるように、干渉計システム118、エンコーダシステム150及び面位置計測システム180などを含む。
As shown in FIG. 1, the
ウエハステージWST及び計測ステージMSTは、それぞれの底面に固定された不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングなどにより、数μm程度の隙間(ギャップ)を介して、ベース盤12上に支持されている。また、2つのステージWST,MSTは、リニアモータ等を含むステージ駆動系124(図7参照)によって、XY平面内で独立して駆動可能である。
Wafer stage WST and measurement stage MST are supported on
ウエハステージWSTは、ステージ本体91と、該ステージ本体91上に搭載されたウエハテーブルWTBとを含む。このウエハテーブルWTB及びステージ本体91は、リニアモータ及びZ・レベリング機構(ボイスコイルモータなどを含む)を含む駆動系によって、ベース盤12に対し、6自由度方向(X,Y,Z,θx,θy,θz)に駆動可能に構成されている。
Wafer stage WST includes a stage main body 91 and a wafer table WTB mounted on stage main body 91. The wafer table WTB and the stage main body 91 are directed to the
ウエハテーブルWTBの上面の中央には、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。ウエハホルダ(ウエハの載置領域)の外側には、図2に示されるように、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、かつ矩形状の外形(輪郭)を有するプレート(撥液板)28が設けられている。このプレート28の表面は、液体Lqに対して撥液化処理されている。なお、プレート28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設置されている。
At the center of the upper surface of wafer table WTB, a wafer holder (not shown) for holding wafer W by vacuum suction or the like is provided. As shown in FIG. 2, a circular opening that is slightly larger than the wafer holder is formed in the center outside the wafer holder (wafer mounting area), and has a rectangular outer shape (contour) (liquid repellent). Plate) 28 is provided. The surface of the
プレート28は、ウエハテーブルWTBのX軸方向の中央に位置し、その中央に上述の円形の開口が形成された矩形の外形(輪郭)を有する第1撥液領域28aと、第1撥液領域28aをX軸方向に挟んでウエハテーブルWTBの+X側端部、−X側端部に位置する長方形の一対の第2撥液領域28bと、を有している。なお、本実施形態では、前述の如く液体Lqとして水を用いるので、以下では第1及び第2撥液領域28a,28bをそれぞれ第1及び第2撥水板28a,28bとも呼ぶ。
The
第1撥水板28aの+Y側の端部近傍には、計測プレート30が設けられている。この計測プレート30には、中央に基準マークFMが形成され、基準マークFMのX軸方向の両側に一対の空間像計測スリットパターン(スリット状の計測用パターン)SLが、形成されている。各空間像計測スリットパターンSLに対応して、それらを透過する照明光ILを、ウエハステージWST外部、具体的には、計測テーブルMTB(及びステージ本体92)に設けられた前述の受光系(不図示)に導く送光系(不図示)が、ウエハステージWSTに設けられている。
A
一対の第2撥水板28bには、後述のエンコーダシステムで用いられるスケールが形成されている。詳述すると、一対の第2撥水板28bには、それぞれ、スケール391,392が形成されている。スケール391,392はそれぞれ、例えばY軸方向を周期方向とする回折格子とX軸方向を周期方向とする回折格子とが組み合わされた、反射型の二次元回折格子によって構成されている。二次元回折格子の格子線のピッチは、Y軸方向及びX軸方向のいずれの方向についても、例えば1μmと設定されている。なお、図2では、図示の便宜のため、格子のピッチは、実際のピッチよりも大きく図示されている。その他の図においても同様である。
On the pair of second
また、回折格子を保護するために、撥水性を備えた、例えば低熱膨張率のガラス板でカバーすることも有効である。ここで、ガラス板としては、厚さがウエハと同程度、例えば厚さ1mmのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ(同一面)になるよう、ウエハテーブルWTB上面に設置される。 In order to protect the diffraction grating, it is also effective to cover with a glass plate having water repellency, for example, a low thermal expansion coefficient. Here, as the glass plate, a glass plate having the same thickness as the wafer, for example, a thickness of 1 mm can be used, and the wafer table is such that the surface of the glass plate is the same height (same surface) as the wafer surface. Installed on top of WTB.
なお、各第2撥水板28bのスケールの端付近には、後述するエンコーダヘッドとスケール間の相対位置を決めるための、不図示の位置出しパターンがそれぞれ設けられている。この位置出しパターンは例えばスケールとは反射率の異なる格子線によって構成することができる。
A positioning pattern (not shown) for determining a relative position between an encoder head and a scale, which will be described later, is provided near the end of the scale of each second
ウエハテーブルWTBの−Y端面,−X端面には、図2及び図4等に示されるように、後述する干渉計システムで用いられる反射面17a,反射面17bが形成されている。
On the −Y end surface and −X end surface of wafer table WTB, as shown in FIGS. 2 and 4, etc., reflecting
計測ステージMSTは、図1に示されるように、不図示のリニアモータ等によってXY平面内で駆動されるステージ本体92と、ステージ本体92上に搭載された計測テーブルMTBとを有している。計測ステージMSTは、不図示の駆動系によりベース盤12に対し、少なくとも3自由度方向(X、Y、θz)に駆動可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the measurement stage MST includes a stage
なお、図7では、ウエハステージWSTの駆動系と計測ステージMSTの駆動系とを含んで、ステージ駆動系124として示されている。
In FIG. 7, a
計測テーブルMTB(及びステージ本体92)には、各種計測用部材が設けられている。この計測用部材としては、例えば、図4に示されるように、照度むらセンサ94、空間像計測器96、波面収差計測器98、照度モニタ(不図示)などが設けられている。また、ステージ本体92には、前述の一対の送光系(不図示)に対向する配置で、一対の受光系(不図示)が設けられている。本実施形態では、ウエハステージWSTと計測ステージMSTとがY軸方向に関して所定距離以内に近接した状態(接触状態を含む)において、ウエハステージWST上の計測プレート30の各空間像計測スリットパターンSLを透過した照明光ILを各送光系(不図示)で案内し、計測ステージMST内の各受光系(不図示)の受光素子で受光する、一対の空間像計測装置45A,45B(図7参照)が構成される。
Various measurement members are provided on the measurement table MTB (and the stage main body 92). As the measurement member, for example, as shown in FIG. 4, an
計測テーブルMTBの−Y側端面には、図4に示されるように、フィデューシャルバー(以下、「FDバー」と略述する)46がX軸方向に延設されている。このFDバー46は、フルキネマティックマウント構造によって、計測ステージMST上にキネマティックに支持されている。FDバー46は、原器(計測基準)となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア(商品名)などがその素材として採用されている。FDバー46の長手方向の一側と他側の端部近傍には、そのセンターラインに関して対称な配置で、Y軸方向を周期方向とする基準格子(例えば回折格子)52がそれぞれ形成されている。また、FDバー46の上面には、複数の基準マークMが形成されている。各基準マークMとしては、後述するプライマリアライメント系、セカンダリアライメント系によって検出可能な寸法の2次元マークが用いられている。なお、FDバー46の表面及び計測テーブルMTBの表面も撥液膜(撥水膜)で覆われている。
As shown in FIG. 4, a fiducial bar (hereinafter abbreviated as “FD bar”) 46 extends in the X-axis direction on the −Y side end surface of the measurement table MTB. The
計測テーブルMTBの+Y側の端面及び−X側端面には、ウエハテーブルWTBと同様の反射面19a及び反射面19bが形成されている(図4参照)。
A
本実施形態の露光装置100では、図4及び図5に示されるように、投影光学系PLの光軸AXを通る平行な直線(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を有するプライマリアライメント系AL1が設けられている。プライマリアライメント系AL1は、不図示のメインフレームの下面に固定されている。図5に示されるように、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。セカンダリアライメント系AL21〜AL24は、不図示の可動式の支持部材を介してメインフレーム(不図示)の下面に固定されており、駆動機構601〜604(図7参照)により、X軸方向に関してそれらの検出領域の相対位置が調整可能となっている。なお、図4等に示されるプライマリアライメント系AL1の検出中心を通るX軸に平行な直線(基準軸)LAは、後述の干渉計127からの測長ビームB6の光軸に一致する。
In the
本実施形態では、アライメント系AL1,AL21〜AL24のそれぞれとして、例えば画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系が用いられている。アライメント系AL1,AL21〜AL24のそれぞれからの撮像信号は、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。
In the present embodiment, for example, an image processing type FIA (Field Image Alignment) system is used as each of the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 . Imaging signals from each of the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 are supplied to the
次に、ウエハステージWST及び計測ステージMSTの位置情報を計測する干渉計システム118(図7参照)の構成等について説明する。 Next, the configuration and the like of interferometer system 118 (see FIG. 7) that measures position information of wafer stage WST and measurement stage MST will be described.
干渉計システム118は、図3に示されるように、ウエハステージWSTの位置計測用のY干渉計16、X干渉計126、127、128、及びZ干渉計43A,43B、並びに計測ステージMSTの位置計測用のY干渉計18及びX干渉計130等を含む。Y干渉計16及び3つのX干渉計126、127、128は、ウエハテーブルWTBの反射面17a,17bに、それぞれ干渉計ビーム(測長ビーム)B4(B41,B42)、B5(B51,B52)、B6、B7を照射する。そして、Y干渉計16、及び3つのX干渉計126、127、128は、それぞれの反射光を受光して、ウエハステージWSTのXY平面内の位置情報を計測し、この計測した位置情報を主制御装置20に供給する。
As shown in FIG. 3,
ここで、例えば、X干渉計126は、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X軸と平行な直線(基準軸LH(図4等参照))に関して対称な一対の測長ビームB51,B52を含む少なくとも3つのX軸に平行な測長ビームを反射面17bに照射する。また、Y干渉計16は、前述の基準軸LVに関して対称な一対の測長ビームB41,B42、及びB3(図1参照)を含む少なくとも3つのY軸に平行な測長ビームを反射面17a、及び後述する移動鏡41に照射する。このように、本実施形態では、上記各干渉計として、一部(例えば干渉計128)を除いて、測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられている。そこで、主制御装置20は、Y干渉計16と、X干渉計126又は127との計測結果に基づいて、ウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)のX,Y位置に加え、θx方向の位置(以下、適宜、θx回転(若しくはθx回転量)、又はピッチング(若しくはピッチング量)とも記述する)、θy方向の位置(以下、適宜、θy回転(若しくはθy回転量)、又はローリング(若しくはローリング量)とも記述する)、及びθz回転(すなわちヨーイング量)をも算出することができる。
Here, for example, the
また、図1に示されるように、ステージ本体91の−Y側の側面に、凹形状の反射面を有する移動鏡41が取り付けられている。移動鏡41は、図2からわかるように、X軸方向の長さがウエハテーブルWTBの反射面17aよりも、長く設定されている。
As shown in FIG. 1, a
移動鏡41に対向して、一対のZ干渉計43A,43Bが設けられている(図1及び図5参照)。Z干渉計43A,43Bは、移動鏡41を介して、例えば投影ユニットPUを支持するメインフレーム(不図示)に固定された固定鏡47A,47Bにそれぞれ2つの測長ビームB1,B2を照射する。そして、それぞれの反射光を受光して、測長ビームB1,B2の光路長を計測する。その結果より、主制御装置20は、ウエハステージWSTの4自由度(Y,Z,θy,θz)方向の位置を算出する。
A pair of
本実施形態では、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のXY平面内の位置情報(θz回転(すなわちヨーイング量)を含む)は、主として、後述するエンコーダシステムを用いて計測される。干渉計システム118は、ウエハステージWSTがエンコーダシステムの計測領域外(例えば、図4に示されるアンローディングポジションUP又はローディングポジションLP付近)に位置する際に、使用される。また、エンコーダシステムの計測結果の長期的変動(例えばスケールの経時的な変形などによる)を補正(較正)する場合、あるいはエンコーダシステムの出力異常時のバックアップ用などとして補助的に使用される。勿論、干渉計システム118とエンコーダシステムとを併用して、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB’)の位置を制御することとしても良い。
In the present embodiment, position information (including θz rotation (ie, yawing amount)) in the XY plane of wafer stage WST (wafer table WTB) is mainly measured using an encoder system described later.
干渉計システム118のY干渉計18、X干渉計130は、図3に示されるように、計測テーブルMTBの反射面19a,19bに、干渉計ビーム(測長ビーム)を照射して、それぞれの反射光を受光することにより、計測ステージMSTの位置情報(例えば、少なくともX軸及びY軸方向の位置、並びにθz方向の位置を含む)を計測し、その計測結果を、主制御装置20に供給する。なお、干渉計システム118の構成の詳細は、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ている。
As shown in FIG. 3, the
次に、ウエハステージWSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)を計測するエンコーダシステム150(図7参照)の構成等について説明する。エンコーダシステム150の主な構成は、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ている。
Next, the configuration and the like of encoder system 150 (see FIG. 7) that measures position information (including rotation information in the θz direction) of wafer stage WST in the XY plane will be described. The main configuration of the
露光装置100では、図4に示されるように、投影ユニットPU(ノズルユニット32)の+X側、−X側に、一対のヘッド部62A、62Cが、それぞれ配置されている。また、ヘッド部62C、62Aそれぞれの−Y側でかつアライメント系AL1、AL21〜AL24とほぼ同一のY位置に、ヘッド部62E、62Fが、それぞれ設けられている。ヘッド部62A,62C,62E,62Fは、後述するように、それぞれ複数のヘッドを含み、これらのヘッドが、支持部材を介して、投影ユニットPUを保持するメインフレーム(不図示)に吊り下げ状態で固定されている。なお、図4において、符号UPは、ウエハステージWST上にあるウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションを示し、符号LPは、ウエハステージWST上への新たなウエハのロードが行われるローディングポジションを示す。
In the
ヘッド部62A、62Cは、図5に示されるように、各4つの2軸ヘッド651〜654,641〜644を備えている。2軸ヘッド651〜654の筐体の内部には、X軸方向を計測方向とするXヘッド65X1〜65X4と、Y軸方向を計測方向とするYヘッド65Y1〜65Y4とが収容されている。同様に、2軸ヘッド641〜644の筐体の内部には、Xヘッド64X1〜64X4と、Yヘッド64Y1〜64Y4とが収容されている。Xヘッド65X1〜65X4,64X1〜64X4(より正確には、Xヘッド65X1〜65X4,64X1〜64X4が発する計測ビームのスケール391、392上の照射点)は、基準軸LH上に、所定間隔WD(図4参照)で配置されている。また、Yヘッド65Y1〜65Y4,64Y1〜64Y4(より正確には、Yヘッド65Y1〜65Y4,64Y1〜64Y4が発する計測ビームのスケール391、392上の照射点)は、基準軸LHに平行であり且つ基準軸LHから−Y側に所定距離離間する直線LH1上に、対応するXヘッド65X1〜65X4,64X1〜64X4と同じX位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、Xヘッド65X1〜65X4,64X1〜64X4、及びYヘッド65Y1〜65Y4,64Y1〜64Y4を、それぞれ、Xヘッド65X,64X、及びYヘッド65Y,64Yとも表記する。
ここで、Xヘッド65X,64X、及びYヘッド65Y,64Yのそれぞれとして、一例として、米国特許出願公開第2008/0088843号明細書などに開示されている回折干渉型のエンコーダヘッドが用いられている。この種のエンコーダヘッドでは、2つの計測ビームを対応するスケール391又は392に照射し、それぞれの計測ビームのスケール上の2次元グレーティングからの戻り光(回折光)を1つの干渉光に合成して受光し、その干渉光の強度を光検出器を用いて計測する。その干渉光の強度変化より、スケールの計測方向(回折格子の周期方向)への変位を計測する。 Here, as each of the X heads 65X and 64X and the Y heads 65Y and 64Y, for example, a diffraction interference type encoder head disclosed in US Patent Application Publication No. 2008/0088843 is used. . In this type of encoder head, two measurement beams are irradiated onto the corresponding scale 39 1 or 39 2 , and the return light (diffracted light) from the two-dimensional grating on the scale of each measurement beam is combined into one interference light. The light is received and the intensity of the interference light is measured using a photodetector. Based on the intensity change of the interference light, the displacement in the measurement direction of the scale (period direction of the diffraction grating) is measured.
ヘッド部62A,62Cは、スケール391,392を用いて、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のX軸方向の位置(X位置)を計測する多眼(ここでは4眼)のXリニアエンコーダ70Ax,70Cx及びY軸方向の位置(Y位置)を計測する多眼(ここでは4眼)のYリニアエンコーダ70Ay,70Cy(図7参照)を構成する。そして、これらXリニアエンコーダとYリニアエンコーダとによって、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のX,Y位置を計測する多眼(ここでは4眼)の2次元(2D)エンコーダ70A,70Cが構成される(図7参照)。
The
なお、以下では、Xリニアエンコーダを、適宜、「Xエンコーダ」又は「エンコーダ」と略称する。同様に、Yリニアエンコーダを、適宜、「Yエンコーダ」又は「エンコーダ」と略称する。同様に、2Dエンコーダを、適宜、エンコーダと略称する。 In the following, the X linear encoder is abbreviated as “X encoder” or “encoder” as appropriate. Similarly, the Y linear encoder is abbreviated as “Y encoder” or “encoder” as appropriate. Similarly, the 2D encoder is abbreviated as an encoder as appropriate.
ここで、ヘッド部62A,62Cがそれぞれ備える4つのXヘッド65X,64X(より正確には、Xヘッド65X,64Xが発する計測ビームのスケール上の照射点)及び4つのYヘッド65Y,64Y(より正確には、Yヘッド65Y,64Yが発する計測ビームのスケール上の照射点)のX軸方向の間隔WDは、スケール391,392のX軸方向の幅(例えば102mm)より狭く(例えば82mmに)設定されている。従って、露光の際などには、それぞれ4つのXヘッド65X,64X,Yヘッド65Y,64Yのうち、少なくとも各1つのヘッドが、常に、対応するスケール391,392に対向する(計測ビームを照射する)。例えば図9に示される露光動作中の一状態では、Xヘッド65X3及びYヘッド65Y3がスケール391に、Xヘッド64X3及びYヘッド64Y3がスケール392に対向する(計測ビームを照射する)。ここで、スケールの幅とは、回折格子(又はその形成領域)の幅、より正確にはヘッドによる位置計測が可能な範囲を指す。
Here, the four X heads 65X and 64X (more precisely, the irradiation points on the scale of the measurement beam emitted by the X heads 65X and 64X) and the four Y heads 65Y and 64Y (more from the
ヘッド部62F、62Eは、図5に示されるように、各3つの2軸ヘッド681〜683,671〜673を備えている。2軸ヘッド681〜683の筐体の内部には、2軸ヘッド651〜654等と同様に、Xヘッド68X1〜68X3と、Yヘッド68Y1〜68Y3とが収容されている。同様に、2軸ヘッド671〜673の筐体の内部には、Xヘッド67X1〜67X3と、Yヘッド67Y1〜67Y3とが収容されている。
Xヘッド68X1〜68X3,67X1〜67X3(より正確には、68X1〜68X3,67X1〜67X3が発する計測ビームのスケール391、392上の照射点)は、前述の基準軸LAに沿って所定間隔WD(図4参照)で配置されている。Yヘッド68Y1〜68Y3,67Y1〜67Y3(より正確には、68Y1〜68Y3,67Y1〜67Y3が発する計測ビームのスケール391、392上の照射点)は、基準軸LAに平行であり且つ基準軸LAから−Y側に離間する直線LA1上に、対応するXヘッド68X1〜68X3,67X1〜67X3と同じX位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、2軸ヘッド681〜683,671〜673、Xヘッド68X1〜68X3,67X1〜67X3、及びYヘッド68Y1〜68Y3,67Y1〜67Y3を、それぞれ、2軸ヘッド68,67、Xヘッド68X,67X、及びYヘッド68Y,67Yとも表記する。ここで、Xヘッド68X,67X、及びYヘッド68Y,67Yのそれぞれとしても、前述の米国特許出願公開第2008/0088843号明細書などに開示されている回折干渉型のエンコーダヘッドが用いられている。 The X heads 68X 1 to 68X 3 , 67X 1 to 67X 3 (more precisely, irradiation points on the scales 39 1 and 39 2 of the measurement beams emitted by 68X 1 to 68X 3 and 67X 1 to 67X 3 ) Arranged at a predetermined interval WD (see FIG. 4) along the reference axis LA. The Y heads 68Y 1 to 68Y 3 , 67Y 1 to 67Y 3 (more precisely, the irradiation points on the scales 39 1 and 39 2 of the measurement beams emitted by 68Y 1 to 68Y 3 and 67Y 1 to 67Y 3 ) are the reference axes. on a straight line LA 1 spaced apart on the -Y side from it and the reference axis LA is parallel to the LA, the same X positions as the corresponding X head 68X 1 ~68X 3, 67X 1 ~67X 3, are arranged. In the following, optionally, biaxially head 68 1 ~68 3, 67 1 ~67 3, X head 68X 1 ~68X 3, 67X 1 ~67X 3, and Y heads 68Y 1 ~68Y 3, 67Y 1 ~67Y 3 is also expressed as biaxial heads 68 and 67, X heads 68X and 67X, and Y heads 68Y and 67Y, respectively. Here, as each of the X heads 68X and 67X and the Y heads 68Y and 67Y, the diffraction interference type encoder head disclosed in the above-mentioned US Patent Application Publication No. 2008/0088843 is used. .
ヘッド部62F、62Eは、スケール391,392を用いて、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のX軸方向の位置(X位置)を計測する多眼(ここでは3眼)のXリニアエンコーダ70Fx,70Ex及びY軸方向の位置(Y位置)を計測する多眼(ここでは3眼)のYリニアエンコーダ70Fy,70Ey(図7参照)を構成する。そして、これらXリニアエンコーダとYリニアエンコーダとによって、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のX,Y位置を計測する多眼(ここでは4眼)の2次元(2D)エンコーダ70F,70Eが構成される(図7参照)
The
ここで、ヘッド部62F、62Eがそれぞれ備える3つのXヘッド68X,67X(より正確には、Xヘッド68X,67Xが発する計測ビームのスケール上の照射点)及び3つのYヘッド68Y,67Y(より正確には、Yヘッド68Y,67Yが発する計測ビームのスケール上の照射点)のX軸方向の間隔WDは、スケール391,392のX軸方向の幅より僅かに狭く設定されている。従って、アライメント計測の際などには、それぞれ3つのXヘッド68X,67X,Yヘッド68Y,67Yのうち、少なくとも1つのヘッドが対応するスケール391,392に対向する(計測ビームを照射する)。例えば図13に示されるアライメント計測中の一状態では、Xヘッド68X2及びYヘッド68Y2がスケール391に、Xヘッド67X2及びYヘッド67Y2がスケール392に対向する(計測ビームを照射する)。 Here, the three X heads 68X and 67X (more precisely, the irradiation points on the scale of the measurement beams emitted by the X heads 68X and 67X) and the three Y heads 68Y and 67Y (more Precisely, the distance WD in the X-axis direction between the irradiation points on the scale of measurement beams emitted from the Y heads 68Y and 67Y is set slightly smaller than the width of the scales 39 1 and 39 2 in the X-axis direction. Accordingly, at the time of alignment measurement, at least one of the three X heads 68X, 67X, Y heads 68Y, 67Y faces the corresponding scale 39 1 , 39 2 (irradiates the measurement beam). . For example, in one state during alignment measurement shown in FIG. 13, the X head 68X 2 and the Y head 68Y 2 face the scale 39 1 , and the X head 67X 2 and the Y head 67Y 2 face the scale 39 2 (irradiate the measurement beam). To do).
上述のエンコーダ70Ax,70Ay,70Cx,70Cyの計測値(エンコーダ70A,70CのX、Y計測値)は、主制御装置20に供給される。主制御装置20は、これらの計測値を用いて、ウエハステージWSTのXY平面内での位置(X,Y,θz)を算出する。ここで、エンコーダ70Ax又は70Cxの計測値(すなわちエンコーダ70A,70CのいずれかのX計測値)、エンコーダ70A,70YのY計測値、すなわちエンコーダ70Ay、70Cyの計測値(それぞれCX,CY1,CY2と表記する)は、ウエハステージWSTの位置(X,Y,θz)に対して、次のように依存する。
The measured values of the encoders 70Ax, 70Ay, 70Cx, and 70Cy (X and Y measured values of the
CX= (pX−X)cosθz+(qX−Y)sinθz, …(1a)
CY1=−(pY1−X)sinθz+(qY1−Y)cosθz, …(1b)
CY2=−(pY2−X)sinθz+(qY2−Y)cosθz. …(1c)
ただし、(pX,qX),(pY1,qY1),(pY2,qY2)は、それぞれXヘッド65X,64X,Yヘッド65Y,64YのX,Y設置位置(より正確には計測ビームの照射点のX,Y位置)である。そこで、主制御装置20は、3つの計測値CX,CY1,CY2を連立方程式(1a)〜(1c)に代入し、それらを解くことにより、ウエハステージWSTのXY平面内での位置(X,Y,θz)を算出する。
C X = (p X −X) cos θz + (q X −Y) sin θz, (1a)
C Y1 = − (p Y1 −X) sin θz + (q Y1 −Y) cos θz, (1b)
C Y2 = − (p Y2 −X) sin θz + (q Y2 −Y) cos θz. ... (1c)
However, (p X , q X ), (p Y 1 , q Y 1 ), (p Y 2 , q Y 2 ) are respectively the X and Y installation positions (more precisely, X heads 65 X, 64 X, Y heads 65 Y, 64 Y ). X, Y position of the measurement beam irradiation point). Therefore,
また、エンコーダ70Ex,70Ey,70Fx,70Fyの計測値(エンコーダ70E,70FのX、Y計測値)も、主制御装置20に供給される。主制御装置20は、これらの計測値を用いて、ウエハステージWSTのXY平面内での位置(X,Y,θz)を算出する。主制御装置20は、エンコーダ70Ex(又は70Fx),70Ey,70Fyの計測値(すなわち、エンコーダ70E又は70FのX計測値、及びエンコーダ70E、70FのY計測値)を、それぞれ連立方程式(1a)〜(1c)内のCX,CY1,CY2に代入し、その連立方程式を解くことにより、ウエハステージWSTのXY平面内での位置(X,Y,θz)を算出する。
The measured values of the encoders 70Ex, 70Ey, 70Fx, 70Fy (X and Y measured values of the encoders 70E, 70F) are also supplied to the
主制御装置20は、上の算出結果に基づいて、ウエハステージWSTを駆動(位置制御)する。
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系のベースライン計測時などに、セカンダリアライメント系AL21、AL24にX軸方向で隣接する2軸ヘッド673、681のYヘッド67Y3,68Y1が、FDバー46の一対の基準格子52とそれぞれ対向し、その一対の基準格子52と対向するYヘッド67Y3,68Y1によって、FDバー46のY位置が、それぞれの基準格子52の位置で計測される。以下では、一対の基準格子52にそれぞれ対向するYヘッド67Y3,68Y1によって構成されるエンコーダをYリニアエンコーダ(適宜、「Yエンコーダ」又は「エンコーダ」とも略述する)70G,70H(図10参照)と呼ぶ。なお、Yエンコーダ70G,70Hは、エンコーダ70F、70Eを構成する一部のYヘッド67Y3,68Y1が、一対の基準格子52に対向することで、Yリニアエンコーダが構成されることから、このように呼んでいるものである。以下においても、便宜上、XYエンコーダ70F,70Eの他に、Yエンコーダ70G,70Hが存在するものとして説明を行う。
In the present embodiment, the Y heads 67Y 3 and 68Y 1 of the biaxial heads 67 3 and 68 1 that are adjacent to the secondary alignment systems AL2 1 and AL2 4 in the X-axis direction are used when measuring the baseline of the secondary alignment system. The Y position of the
上述した各エンコーダは、その計測値を、主制御装置20に供給する。主制御装置20は、エンコーダ70A及び70C、又は70E及び70Fの計測値に基づいて、ウエハテーブルWTBのXY平面内の位置(θz方向の位置(ヨーイング)を含む)を制御するとともに、Yエンコーダ70G及び70Hの計測値に基づいて、FDバー46(計測ステージMST)のθz方向の位置(ヨーイング)を制御する。
Each encoder mentioned above supplies the measured value to the
また、主制御装置20は、図8中に白抜き矢印で示されるようにウエハステージWSTをX軸方向に駆動する際、そのウエハステージWSTのX位置及びY位置を計測するXヘッド65X、64X及びYヘッド65Y、64Yを、図8中に矢印e1で示されるように、隣のXヘッド65X、64X及びYヘッド65Y、64Yに順次切り換える。例えばXヘッド64X2からXヘッド64X3へ(及びXヘッド65X2からXヘッド65X3へ)切り換える。すなわち、第2の実施形態では、このヘッドXヘッド及びYヘッドの切り換え(つなぎ)を円滑に行うために、前述の如く、ヘッド部62A,62Cに含まれる隣接するXヘッド及びYヘッドの間隔WDを、スケール391,392のX軸方向の幅よりも狭く設定したものである。
Further,
さらに、本実施形態の露光装置100では、図4及び図6に示されるように、照射系90a及び受光系90bから成る多点焦点位置検出系(以下、「多点AF系」と略述する)が設けられている。多点AF系としては、例えば米国特許第5,448,332号明細書等に開示されるものと同様の構成(斜入射方式)が採用されている。本実施形態では、一例として、前述のヘッド部62Eの−X端部の+Y側に照射系90aが配置され、これに対峙する状態で、前述のヘッド部62Fの+X端部の+Y側に受光系90bが配置されている。なお、多点AF系(90a,90b)は、投影ユニットPUを保持するメインフレームの下面に固定されている。
Furthermore, in the
図4及び図6では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点が、個別に図示されず、照射系90a及び受光系90bの間でX軸方向に延びる細長い検出領域(ビーム領域)AFとして示されている。検出領域AFは、X軸方向の長さがウエハWの直径と同程度に設定されているので、ウエハWをY軸方向に1回スキャンするだけで、ウエハWのほぼ全面でZ軸方向の位置情報(面位置情報)を計測できる。
In FIG. 4 and FIG. 6, a plurality of detection points irradiated with the detection beam are not shown individually, but as elongated detection areas (beam areas) AF extending in the X-axis direction between the
図6に示されるように、多点AF系(90a,90b)の検出領域AFの両端部近傍に、基準軸LVに関して対称な配置で、面位置計測システム180の一部を構成する各一対のZ位置計測センサのヘッド(以下、「Zヘッド」と略述する)72a,72b、及び72c,72dが設けられている。これらのZヘッド72a〜72dは、不図示のメインフレームの下面に固定されている。
As shown in FIG. 6, each pair of pairs constituting a part of the surface
Zヘッド72a〜72dとしては、例えば、CDドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式変位センサのヘッドが用いられる。Zヘッド72a〜72dは、ウエハテーブルWTBに対し上方から計測ビームを照射し、その反射光を受光して、照射点におけるウエハテーブルWTBの面位置を計測する。なお、本実施形態では、Zヘッドの計測ビームは、前述のスケール391,392を構成する反射型回折格子によって反射される構成を採用している。 As the Z heads 72a to 72d, for example, a head of an optical displacement sensor similar to an optical pickup used in a CD drive device or the like is used. Z heads 72a to 72d irradiate wafer table WTB with a measurement beam from above, receive the reflected light, and measure the surface position of wafer table WTB at the irradiation point. In the present embodiment, a configuration is adopted in which the measurement beam of the Z head is reflected by the reflection type diffraction grating constituting the scales 39 1 and 39 2 described above.
さらに、前述のヘッド部62A、62Cは、図6に示されるように、各4つのZヘッド761〜764,741〜744を備えている。ここで、Zヘッド761〜764,741〜744は、基準軸LHに平行であり且つ基準軸LHから+Y側に離間する直線LH2上に、対応するXヘッド65X1〜65X4,64X1〜64X4と同じX位置に、配置されている。なお、各Zヘッド761〜764,741〜744としては、前述のZヘッド72a〜72dと同様の光学式変位センサのヘッドが採用される。以下では、必要に応じて、Zヘッド761〜764,741〜744を、Zヘッド76,74とも表記する。
Further,
Zヘッド72a〜72d,741〜744,761〜764は、図7に示されるように、信号処理・選択装置170を介して主制御装置20に接続されており、主制御装置20は、信号処理・選択装置170を介してZヘッド72a〜72d,741〜744,761〜764の中から任意のZヘッドを選択して作動状態とし、その作動状態としたZヘッドで検出した面位置情報を信号処理・選択装置170を介して受け取る。本実施形態では、Zヘッド72a〜72d,741〜744,761〜764と、信号処理・選択装置170とを含んでウエハステージWSTのZ軸方向及びXY平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システム180が構成されている。
Z heads 72a to 72d, 74 to 72d 4, 76 1 to 76 4, as shown in FIG. 7, via the signal processing and
本実施形態では、主制御装置20は、面位置計測システム180(図7参照)を用いて、ウエハステージWSTの有効ストローク領域、すなわち露光及びアライメント計測のためにウエハステージWSTが移動する領域において、その2自由度方向(Z,θy)の位置座標を計測する。
In the present embodiment,
主制御装置20は、露光時には、少なくとも各1つのZヘッド76j,74i(j,iは1〜4のいずれか)の計測値を用いて、ウエハテーブルWTBの表面上の基準点(ウエハテーブルWTBの上面と光軸AXとの交点)における、ウエハステージWSTの高さZ0とローリングθyを算出する。図8に示される露光動作中の一状態では、スケール391,392にそれぞれ対向しているZヘッド763,743の計測値を用いる。ここで、Zヘッド76j,74i(j,iは1〜4のいずれか)の計測値(それぞれZ1,Z2と表記する)は、ウエハステージWSTの(Z0,θx,θy)位置に対して、次のように依存する。
At the time of exposure,
Z1=−tanθy・p1+tanθx・q1+Z0. …(2a)
Z2=−tanθy・p2+tanθx・q2+Z0, …(2b)
ただし、スケール表面を含めウエハテーブルWTBの上面は、理想的な平面だとする。なお、(p1,q1),(p2,q2)は、それぞれZヘッド76j,74iのX,Y設置位置(より正確には計測ビームの照射点のX,Y位置)である。式(2a)、(2b)より、次式(3a)、(3b)が導かれる。
Z 1 = −tan θy · p 1 + tan θx · q 1 + Z 0 . ... (2a)
Z 2 = −tan θy · p 2 + tan θx · q 2 + Z 0 , (2b)
However, it is assumed that the upper surface of wafer table WTB including the scale surface is an ideal plane. (P 1 , q 1 ) and (p 2 , q 2 ) are the X and Y installation positions of the Z heads 76 j and 74 i (more precisely, the X and Y positions of the irradiation point of the measurement beam), respectively. is there. From the equations (2a) and (2b), the following equations (3a) and (3b) are derived.
Z0=〔Z1+Z2−tanθx・(q1+q2)〕/2, …(3a)
tanθy=〔Z1−Z2−tanθx・(q1−q2)〕/(p1−p2).…(3b)
従って、主制御装置20は、Zヘッド76j,74iの計測値Z1,Z2を用いて、式(3a)、(3b)より、ウエハステージWSTの高さZ0とローリングθyを算出する。ただし、ピッチングθxは、別のセンサシステム(本実施形態では干渉計システム118)の計測結果を用いる。
Z 0 = [Z 1 + Z 2 −tan θx · (q 1 + q 2 )] / 2, (3a)
tan θy = [Z 1 −Z 2 −tan θx · (q 1 −q 2 )] / (p 1 −p 2 ). ... (3b)
Therefore,
主制御装置20は、後述するフォーカスマッピング時には、スケール391,392に対向する4つのZヘッド72a〜72dの計測値(それぞれZa,Zb,Zc,Zdと表記する)を用いて、多点AF系(90a,90b)の複数の検出点の中心(X,Y)=(Ox’,Oy’)におけるウエハテーブルWTBの高さZ0とローリングθyを、次のように算出する。
At the time of focus mapping, which will be described later,
Z0=(Za+Zb+Zc+Zd)/4, …(4a)
tanθy=−(Za+Zb−Zc−Zd)/(pa+pb−pc−pd).…(4b)
ここで、(pa,qa),(pb,qb),(pc,qc),(pd,qd)はそれぞれZヘッド72a〜72dのX,Y設置位置(より正確には計測ビームの照射点のX,Y位置)である。ただし、pa=pb,pc=pd,qa=qc,qb=qd,(pa+pc)/2=(pb+pd)/2=Ox’,(qa+qb)/2=(qc+qd)/2=Oy’とする。なお、先と同様に、ピッチングθxは、別のセンサシステム(本実施形態では干渉計システム118)の計測結果を用いる。
Z 0 = (Za + Zb + Zc + Zd) / 4, (4a)
tanθy = - (Za + Zb- Zc-Zd) / (p a + p b -p c -p d). ... (4b)
Here, (p a , q a ), (p b , q b ), (p c , q c ), and (p d , q d ) are the X and Y installation positions (more accurate) of the Z heads 72a to 72d, respectively. (X, Y position of the irradiation point of the measurement beam). However, p a = p b, p c = p d, q a = q c, q b = q d, (p a + p c) / 2 = (p b + p d) / 2 = Ox ', (q a + Q b ) / 2 = (q c + q d ) / 2 = Oy ′. As in the previous case, the pitching θx uses the measurement result of another sensor system (
図7には、露光装置100の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ(又はワークステーション)から成る主制御装置20を中心として構成されている。なお、図7においては、前述した照度むらセンサ94、空間像計測器96及び波面収差計測器98など、計測ステージMSTに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群99として示されている。
FIG. 7 shows the main configuration of the control system of the
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置では、米国特許出願公開第2009/0268578号明細書の第2の実施形態と同様に、大略以下の手順に従って、ウエハステージWSTを用いた通常のシーケンスの処理が、主制御装置20によって実行される。なお、以下の動作中、主制御装置20によって、局所液浸装置8の液体供給装置5及び液体回収装置6の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系PLの先端レンズ191の直下には常時水が満たされている。しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置5及び液体回収装置6の制御に関する説明は省略する。また、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、図面毎に同一の部材に符号が付されていたり、付されていなかったりしている。すなわち、図面毎に、記載している符号が異なっているが、それら図面は符号の有無に関わらず、同一構成である。これまでに説明に用いた、各図面についても同様である。
In the exposure apparatus of the present embodiment configured as described above, in the same manner as in the second embodiment of US Patent Application Publication No. 2009/0268578, a general process using wafer stage WST is generally performed according to the following procedure. The process of the sequence is executed by the
図9には、ウエハステージWST上に載置されたウエハWに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態が示されている。この露光は、開始前に行われるウエハアライメント(例えばEGA)等の結果に基づいて、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)へウエハステージWSTを移動するショット間移動と、各ショット領域に対してレチクルRに形成されたパターンを走査露光方式で転写する走査露光と、を繰り返すことにより行われる。また、露光は、ウエハW上の−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。 FIG. 9 shows a state in which step-and-scan exposure is performed on wafer W placed on wafer stage WST. This exposure is a shot that moves wafer stage WST to a scan start position (acceleration start position) for exposure of each shot area on wafer W based on the result of wafer alignment (for example, EGA) performed before the start. It is carried out by repeating the inter-movement and the scanning exposure for transferring the pattern formed on the reticle R to each shot area by the scanning exposure method. Further, the exposure is performed in order from the shot area located on the −Y side on the wafer W to the shot area located on the + Y side.
上述の露光動作中、主制御装置20により、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のXY平面内の位置(θz方向の回転を含む)は、スケール391、392のそれぞれに対向するXヘッド65X及びYヘッド65Yの組、Xヘッド64X及びYヘッド65Yの組によって構成される2つのエンコーダ70A、70Cの計測値に基づいて制御されている。また、上述の露光動作中、主制御装置20により、ウエハステージWSTのZ軸方向の位置(Z位置)及びθy方向の位置(ローリング)は、面位置計測システム180のZヘッド76,74の計測値に基づいて管理され、θx回転(ピッチング)は、前述のY干渉計16の計測値に基づいて管理されている。この露光中のウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のZ軸方向、θy方向及びθx方向の位置の制御(ウエハWのフォーカス・レベリング制御)は、主制御装置20により、事前に計測したウエハの面位置情報の計測結果と、対応するエンコーダシステム150及び/又は干渉計システム118の計測結果とに基づいて行われる。
During the exposure operation described above,
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、ウエハステージWSTがX軸方向に移動すると、その移動に伴って、前述のヘッドの切り換えが行なわれる。このように、主制御装置20は、ウエハステージWSTの位置座標に応じて、使用するエンコーダを適宜切り換えて、ウエハステージの駆動(位置制御)を実行している。
When the wafer stage WST moves in the X-axis direction during the above-described step-and-scan exposure operation, the above-described head switching is performed along with the movement. As described above,
なお、上述のエンコーダシステムを用いたウエハステージWSTの位置計測と独立に、干渉計システム118を用いたウエハステージWSTの位置(X,Y,Z,θx,θy,θz)計測が、常時、行われている。例えば、X干渉計126,127,及び128は、ウエハステージWSTのY位置に応じて、いずれか1つが使用される。例えば露光中は、図9に示されるように、X干渉計126が、補助的に使用される。
Note that the position (X, Y, Z, θx, θy, θz) measurement of wafer stage WST using
ウエハWの露光が終了すると、主制御装置20は、ウエハステージWSTをアンローディングポジションUPに向けて駆動する。その際、露光中には互いに離れていたウエハステージWSTと計測ステージMSTとが、接触あるいは例えば300μm程度の離間距離を挟んで近接して、スクラム状態に移行する。ここで、計測テーブルMTB上のFDバー46の−Y側の端面とウエハテーブルWTBの+Y側の端面とが接触あるいは近接する。このスクラム状態を保って、2つのステージWST,MSTが−Y方向に移動することにより、投影ユニットPUの下に形成される液浸領域14は、計測ステージMST上に移動する。
When exposure of wafer W is completed,
上記のスクラム状態に移行後、ウエハステージWSTが、更に−Y方向へ移動して有効ストローク領域(ウエハステージWSTが露光及びウエハアライメント時に移動する領域)から外れると、エンコーダシステム150を構成する全てのヘッドが、ウエハテーブルWTB上の対応するスケールから外れる。このため、エンコーダシステム150の計測結果に基づくウエハステージWSTの駆動(位置制御)が不可能になる。その直前に、主制御装置20は、干渉計システム118の計測結果に基づくウエハステージWSTの駆動(位置制御)に切り換える。ここで、3つのX干渉計126,127,128のうちX干渉計128が使用される。
When the wafer stage WST further moves in the −Y direction after shifting to the above-described scrum state and deviates from the effective stroke area (area where the wafer stage WST moves during exposure and wafer alignment), all of the
その後、図10に示されるように、ウエハステージWSTは、計測ステージMSTとのスクラム状態を解除し、アンローディングポジションUPに移動する。移動後、主制御装置20は、ウエハテーブルWTB上のウエハWをアンロードする。そして、図11に示されるように、ウエハステージWSTを+X方向に駆動してローディングポジションLPに移動させ、ウエハテーブルWTB上に次のウエハWをロードする。
Thereafter, as shown in FIG. 10, wafer stage WST releases the scrum state with measurement stage MST and moves to unloading position UP. After the movement,
これらの動作と平行して、主制御装置20は、計測ステージMSTに支持されたFDバー46のXY平面内での位置調整と、4つのセカンダリアライメント系AL21〜AL24のベースライン計測と、を行うSec-BCHK(セカンダリ・ベースラインチェック)を実行する。ここで、FDバー46のθz方向の位置(回転)情報を計測するために、一対の基準格子52に対向するYヘッド67Y3、68Y2、すなわち前述のYエンコーダ70G,70Hが使用される。
In parallel with these operations,
次に、主制御装置20は、ウエハステージWSTを駆動し、図12に示されるように、計測プレート30上の基準マークFMをプライマリアライメント系AL1の検出視野内に位置決めし、4つのセカンダリアライメント系AL21〜AL24のベースライン計測の基準位置を求める。
Next,
このとき、図12に示されるように、2つのXヘッド68X3,67X2及び2つのYヘッド68Y3,67Y2が、それぞれスケール391,392に対向するようになる。そこで、主制御装置20は、干渉計システム118からエンコーダシステム150(エンコーダ70E,70F)を用いたウエハステージWSTの駆動(位置制御)へ切り換える。干渉計システム118は、再び補助的に使用される。なお、3つのX干渉計126,127,128のうちX干渉計127が使用される。
At this time, as shown in FIG. 12, the two X heads 68X 3 and 67X 2 and the two Y heads 68Y 3 and 67Y 2 face the scales 39 1 and 39 2 , respectively. Therefore,
その後、主制御装置20は、プライマリアライメント系AL1とセカンダリアライメント系AL21〜AL24を用いて、ウエハアライメント(EGA)を実行する(図13中の星マーク参照)。
Thereafter,
なお、本実施形態では、図13に示されるウエハアライメントを開始するまでに、ウエハステージWSTと計測ステージMSTとはスクラム状態へ移行している。主制御装置20は、スクラム状態を保ちながら、2つのステージWST,MSTを+Y方向に駆動する。その後、液浸領域14の水は、計測テーブルMTB上からウエハテーブルWTB上に移動する。
In the present embodiment, wafer stage WST and measurement stage MST are in the scrum state before the wafer alignment shown in FIG. 13 is started.
ウエハアライメント(EGA)と並行して、主制御装置20は、Zヘッド72a〜72dと多点AF系(90a,90b)とを用いて、ウエハW表面のZ軸方向に関する位置情報(面位置情報)を検出するフォーカスマッピングを行う。また、主制御装置20は、ウエハステージWSTが所定の位置に来たとき、空間像計測装置45A、45Bを用いたウエハテーブルWTBのXY位置に対するレチクル上マークの投影像の強度分布を計測する処理を実行する。
In parallel with the wafer alignment (EGA), the
以上の作業が終了すると、主制御装置20は、2つのステージWST,MSTのスクラム状態を解除する。そして、図9に示されるように、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行い、新しいウエハW上にレチクルパターンを転写する。以降、同様の動作が繰り返し実行される。
When the above operations are completed,
以上説明したように、本実施形態の露光装置100によると、複数のXヘッド65、64からスケール391、392の上面(計測面)に計測ビームが照射されるが、その計測ビームの照射点は、その計測面上でウエハに照射される照明光ILの照射中心を通るX軸方向の直線上に位置している。このため、Xヘッド65、64によりウエハステージWSTのX軸方向の位置をアッベ誤差なく計測可能である。これにより、露光時におけるウエハステージWSTのX軸方向の位置制御性の向上が可能となる。
As described above, according to the
また、ウエハステージWSTのY位置は、露光位置又は露光中心(本実施形態では光軸AXに一致)に対して対称に配置され、それぞれ対向するスケール391、392の上面(計測面)上の点に計測ビームを照射する一対のYヘッド65,64の計測値の平均に基づいて計測される。従って、Y軸方向に関する実質的な計測軸は、露光中心上にあるため、ウエハステージWSTのY軸方向の位置についてもアッベ誤差なく高精度に計測することができ、ひいては高精度な位置制御が可能である。従って、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中のウエハステージWSTのXY平面内の位置情報(θz方向の位置情報を含む)を、主制御装置20は、エンコーダ70A、70Cを用いて高精度に計測し、その計測結果に基づいて、ウエハステージWSTを精度よく駆動することが可能となる。
Further, the Y position of wafer stage WST is arranged symmetrically with respect to the exposure position or the exposure center (in this embodiment, coincides with optical axis AX), and is on the upper surfaces (measurement surfaces) of opposing scales 39 1 and 39 2. Is measured based on the average of the measurement values of the pair of Y heads 65 and 64 that irradiate the measurement beam to the point. Therefore, since the substantial measurement axis in the Y-axis direction is on the exposure center, the position of wafer stage WST in the Y-axis direction can be measured with high accuracy without Abbe error, and as a result, highly accurate position control is possible. Is possible. Accordingly,
また、本実施形態のウエハテーブルWTB上面の+Y側の端部の領域、すなわち液浸領域14が頻繁に通過する領域には、スケールを配置しなくて良いので、その領域に対する液体の残存、あるいはゴミの付着などがあっても、エンコーダシステムの計測精度の低下が生じるおそれがない。従って、エンコーダシステム150からバックアップシステムである干渉計システム118に不要に切り替わるおそれがない。また、露光領域、アライメント領域のそれぞれで、Xヘッド、Yヘッド(及びZヘッド)がそれぞれX軸に平行な直線上に配列されている。従って、本実施形態によると、米国特許出願公開第2008/0088843号明細書に実施形態として開示される露光装置に比べて、エンコーダヘッドのレイアウトが容易である。
In addition, since the scale does not have to be disposed in the + Y side end area on the upper surface of the wafer table WTB of the present embodiment, that is, the area where the
また、本実施形態の露光装置100によると、露光の際に、スケール391,392のそれぞれに対向してウエハステージWSTのX軸方向、及びY軸方向、並びにθz方向の位置計測に用いられる、ヘッド部62A,62Cにそれぞれ属する各4つのXヘッド、Yヘッド(、Zヘッド)は、X軸方向に関しては、隣接するヘッドの間隔WDをスケール391,392のX軸方向の幅(例えば102mm)を考慮した所望の間隔例えば82mmに設定しているので、ヘッド部62A,62Cの各4つのXヘッド、Yヘッド(、Zヘッド)それぞれの間でつなぎ(使用ヘッドの切り換え)を支障なく行なうことが可能となる。従って、ヘッド部62A,62Bをそれぞれ有するエンコーダ70A、70Cを含むエンコーダシステム150によって、露光の際、ウエハステージWSTのXY平面内の位置を空気揺らぎの影響を受けることなく高精度に計測することが可能になる。
Further, according to the
また、本実施形態の露光装置100によると、ウエハ交換の度に行われる、前述のアライメント系のベースライン計測により得られた、最新のベースラインと、ウエハアライメント(EGA)の結果とに基づいて、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)へウエハステージWST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、レチクルRのパターンをウエハW上の複数のショット領域に精度(重ね合わせ精度)良く転写することが可能になる。さらに、本実施形態では、液浸露光により高解像度の露光を実現できるので、この点においても微細パターンを精度良くウエハW上に転写することが可能になる。
Further, according to the
なお、本実施形態の露光装置100では、主制御装置20が、露光の際などに、ウエハステージWSTを駆動するときに、エンコーダシステム150(エンコーダ70A,70C)の計測値と、各エンコーダの計測値を補正する補正情報(例えばステージ位置起因誤差補正情報(ヘッド起因誤差の補正情報を含む)、スケールの特性情報及びアッベ誤差補正情報などの少なくとも1つ)とに基づいて、ウエハステージWSTのXY平面内の位置(θz方向の回転を含む)を高精度に制御することが望ましい。なお、上記の各種補正情報については、例えば米国特許出願公開第2009/0268578号明細書などに開示されている。
In the
なお、上記実施形態では、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向をそれぞれ計測方向とする3種の1次元ヘッド、すなわちXヘッド、Yヘッド、及びZヘッドを組み合わせて使用する場合について説明した。しかし、これら3種の1次元ヘッドに代えて、例えば、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向の全てを計測方向とする3次元ヘッドを用いても良い。この3次元ヘッドを用いる場合、上述したXヘッド65X,64Xに代えてこの3次元ヘッドを基準軸LH上に配置すれば良い。 In the above-described embodiment, a case has been described in which three types of one-dimensional heads whose measurement directions are the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, that is, the X head, the Y head, and the Z head are used in combination. . However, instead of these three types of one-dimensional heads, for example, a three-dimensional head having all of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction as measurement directions may be used. When this three-dimensional head is used, this three-dimensional head may be arranged on the reference axis LH instead of the X heads 65X and 64X described above.
また、上記実施形態で説明したXヘッドとYヘッドとを1つの筐体に収容した2Dヘッド(2軸ヘッド)に代えて、同一の照射点にX方向計測用とY方向計測用の計測ビームを照射し、X軸方向及びY軸方向を計測方向とする2次元ヘッドを用いることもできる。この種の2次元ヘッドとしては、例えば米国特許出願公開第2009/0268578号明細書などに開示されている3格子回折干渉型の2Dヘッドを用いることができる。上述したXヘッド65X,64Xに代えてこの2Dヘッドを基準軸LH上に配置すれば良い。この場合、Yヘッドは設けなくても良い。 Further, instead of the 2D head (biaxial head) in which the X head and Y head described in the above embodiment are housed in one housing, measurement beams for X direction measurement and Y direction measurement are applied to the same irradiation point. It is also possible to use a two-dimensional head having a measurement direction in the X-axis direction and the Y-axis direction. As this type of two-dimensional head, for example, a three-grating diffraction interference type 2D head disclosed in US Patent Application Publication No. 2009/0268578 can be used. This 2D head may be arranged on the reference axis LH instead of the X heads 65X and 64X described above. In this case, the Y head need not be provided.
また、上記実施形態におけるXヘッドとZヘッドとに代えて、X軸方向及びZ軸方向を計測方向とする2次元ヘッドを用いても良い。この種の2次元ヘッドとしては、例えば米国特許第7,561,280号明細書に開示される変位計測センサヘッドを用いることができる。上述したXヘッド65X,64Xに代えてこの2次元ヘッドを基準軸LH上に配置すれば良い。 Further, instead of the X head and the Z head in the above embodiment, a two-dimensional head having the measurement direction in the X axis direction and the Z axis direction may be used. As this type of two-dimensional head, for example, a displacement measuring sensor head disclosed in US Pat. No. 7,561,280 can be used. This two-dimensional head may be disposed on the reference axis LH instead of the X heads 65X and 64X described above.
また、上記実施形態では、X軸方向を計測方向とするXヘッドとY軸方向を計測方向とするYヘッドを、それぞれ、X軸に平行な基準軸LH及びLH1上に配置したが、これに代えて、図14に示されるように、Xヘッド62XとYヘッド62Yを交互に基準軸LH上に配置することも可能である。同様に、Xヘッド64XとYヘッド64Yを交互に基準軸LH上に、Xヘッド68XとYヘッド68Yを交互に基準軸LA上に、Xヘッド67XとYヘッド67Yを交互に基準軸LA上に、配置することも可能である。この図14に示されるXヘッド、Yヘッドの配置のエンコーダシステムによっても、上実施形態と同様に、アッベ誤差なく、ウエハステージWSTのXY位置を、高精度に計測することが可能である。 In the above embodiment, the X head whose measurement direction is the X axis direction and the Y head whose measurement direction is the Y axis direction are arranged on the reference axes LH and LH1 parallel to the X axis. Instead, as shown in FIG. 14, the X head 62X and the Y head 62Y can be alternately arranged on the reference axis LH. Similarly, the X head 64X and Y head 64Y are alternately on the reference axis LH, the X head 68X and Y head 68Y are alternately on the reference axis LA, and the X head 67X and Y head 67Y are alternately on the reference axis LA. It is also possible to arrange. The encoder system with the X head and Y head arrangement shown in FIG. 14 can also measure the XY position of wafer stage WST with high accuracy without Abbe error, as in the above embodiment.
なお、例えば欧州特許出願公開第1,420,298号明細書、米国特許第6,952,253号明細書、あるいは米国特許出願公開第2008/0088843号明細書などに開示される液浸露光装置にも、上記実施形態は適用することができる。また、これに限らず、液体(水)を介さずにウエハWの露光を行うドライタイプの露光装置に、上記実施形態を適用しても良い。 Note that an immersion exposure apparatus disclosed in, for example, European Patent Application Publication No. 1,420,298, US Patent No. 6,952,253, or US Patent Application Publication No. 2008/0088843. In addition, the above embodiment can be applied. Further, the present embodiment is not limited to this, and the above embodiment may be applied to a dry type exposure apparatus that exposes the wafer W without using liquid (water).
また、上記実施形態では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である場合について説明したが、これに限らず、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、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも上記実施形態を適用することができる。さらに、例えば米国特許第6,590,634号明細書、米国特許第5,969,441号明細書、米国特許第6,208,407号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。また、例えば国際公開第2005/074014号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材(例えば、基準マーク、及び/又はセンサなど)を含む計測ステージを備える露光装置にも上記実施形態は適用が可能である。 In the above-described embodiment, the case where the exposure apparatus is a step-and-scan scanning exposure apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and a step-and-stitch system that combines a shot area and a shot area is used. The above-described embodiment can also be applied to a reduction projection exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, a mirror projection aligner, or the like. Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,590,634, US Pat. No. 5,969,441, US Pat. No. 6,208,407, etc. The above embodiment can also be applied to a multi-stage type exposure apparatus provided with a stage. Further, as disclosed in, for example, International Publication No. 2005/0774014, an exposure apparatus provided with a measurement stage including a measurement member (for example, a reference mark and / or a sensor) separately from the wafer stage is also described above. The embodiment can be applied.
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、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。 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 either an inverted image or an erect image. In addition, the illumination area and the exposure area described above are rectangular in shape, but the shape is not limited to this, and may be, for example, an arc, a trapezoid, or a parallelogram.
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ArFエキシマレーザに限らず、KrFエキシマレーザ(出力波長248nm)、F2レーザ(出力波長157nm)、Ar2レーザ(出力波長126nm)、Kr2レーザ(出力波長146nm)などのパルスレーザ光源、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、YAGレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、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 light source of the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to the ArF excimer laser, but is a KrF excimer laser (output wavelength 248 nm), F 2 laser (output wavelength 157 nm), Ar 2 laser (
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、SORやプラズマレーザを光源として、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を発生させる光源を用いたEUV露光装置にも上記実施形態を好適に適用することができる。この他、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、上記実施形態は適用できる。 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 above-described embodiment is preferably applied to an EUV exposure apparatus that uses a light source that generates EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) using a SOR or a plasma laser as a light source. be able to. In addition, the above embodiment can be applied to an exposure apparatus that uses charged particle beams 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。 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.
また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・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)にも上記実施形態を適用することができる。 For example, the above-described embodiment can be applied to an exposure apparatus (lithography system) that forms line and space patterns on a wafer by forming interference fringes on the wafer.
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上記実施形態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 one scan exposure is performed on one wafer. The above embodiment can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of 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はなく、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。 Note that the object on which the pattern is to be formed in the above embodiment (the object to be exposed to the energy beam) is not limited to the wafer, but other objects such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. But it ’s okay.
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、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上記実施形態を適用できる。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing. For example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor ( CCDs, 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 above embodiment 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)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. ) A lithography step for transferring a mask (reticle) pattern onto a wafer, a development step for developing the exposed wafer, an etching step for removing exposed members other than the portion where the resist remains by etching, and etching is completed. It is manufactured through a resist removal step for removing unnecessary resist, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a package 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.
本発明の露光装置は、半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等のマイクロデバイスを製造するリソグラフィ工程において基板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、マイクロデバイスの製造に適している。 The exposure apparatus of the present invention is suitable for forming a pattern on a substrate in a lithography process for manufacturing a microdevice such as a semiconductor element (such as an integrated circuit) or a liquid crystal display element. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.
20…主制御装置、391,392…スケール、50…ステージ装置、62A,62C,62E,62F…ヘッド部、64,65,67,68…2軸ヘッド、64X,65X,67X,68X…Xヘッド、64Y,65Y,67Y,68Y…Yヘッド、70Ax,70Cx,70Ex,70Fx…Xエンコーダ、70Ay,70Cy,70Ey,70Fy…Yエンコーダ、72a〜72d,74,76…Zヘッド、100…露光装置、118…干渉計システム、124…ステージ駆動系、150…エンコーダシステム、180…面位置計測システム、200…計測システム、PL…投影光学系、PU…投影ユニット、W…ウエハ、WST…ウエハステージ、WTB…ウエハテーブル。 20 ... main controller, 39 1 , 39 2 ... scale, 50 ... stage device, 62A, 62C, 62E, 62F ... head section, 64, 65, 67, 68 ... biaxial head, 64X, 65X, 67X, 68X ... X head, 64Y, 65Y, 67Y, 68Y ... Y head, 70Ax, 70Cx, 70Ex, 70Fx ... X encoder, 70Ay, 70Cy, 70Ey, 70Fy ... Y encoder, 72a-72d, 74, 76 ... Z head, 100 ... Exposure 118: Interferometer system, 124 ... Stage drive system, 150 ... Encoder system, 180 ... Surface position measurement system, 200 ... Measurement system, PL ... Projection optical system, PU ... Projection unit, W ... Wafer, WST ... Wafer stage , WTB ... Wafer table.
Claims (10)
前記物体を保持して前記第1方向及びこれに直交する第2方向を含む所定平面に沿って移動する移動体と;
前記移動体の上面に前記第2方向に離れて配置され、その上面に前記第1及び第2方向を周期方向とする2次元グレーティングが形成された前記第1方向に延びる一対の計測面と;
前記一対の計測面のそれぞれに対応して少なくとも各1つ設けられ、対応する前記計測面上の第1照射点に計測ビームを照射しその計測ビームの前記2次元グレーティングを介した戻り光を受光する少なくとも前記第2方向を計測方向とする複数の第1ヘッドを含む複数のヘッドを有し、前記複数のヘッドの出力に基づいて少なくとも前記所定平面内の前記移動体の位置情報を求める位置計測系と;を備え、
前記第1照射点は、前記計測面上において、前記照明光の照射中心を通る前記第2方向の直線上に位置する露光装置。 An exposure apparatus that scans an object in a first direction with respect to illumination light to form a predetermined pattern on the object,
A moving body that holds the object and moves along a predetermined plane including the first direction and a second direction perpendicular thereto;
A pair of measurement surfaces extending in the first direction, the two-dimensional gratings being arranged on the upper surface of the movable body apart from each other in the second direction and having a periodic direction in the first and second directions on the upper surface;
At least one corresponding to each of the pair of measurement surfaces is provided, the measurement beam is irradiated to the first irradiation point on the corresponding measurement surface, and the return light of the measurement beam via the two-dimensional grating is received. Position measurement that has a plurality of heads including a plurality of first heads having at least the second direction as a measurement direction, and obtains position information of at least the moving body in the predetermined plane based on outputs of the plurality of heads A system and;
The first irradiation point is an exposure apparatus located on a straight line in the second direction passing through the irradiation center of the illumination light on the measurement surface.
前記複数のヘッドは、前記一対の計測面のそれぞれに対応して少なくとも各1つ設けられ、対応する前記計測面上の第4照射点に計測ビームを照射しその計測ビームの前記計測面からの戻り光を受光する少なくとも前記第2方向を計測方向とする複数の第4ヘッドをさらに含み、前記第4照射点は、前記マーク検出系から前記物体に照射される検出ビームの照射中心である前記マーク検出系の検出中心を通る前記第2方向の直線上に位置する請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光装置。 A mark detection system for detecting a mark on the object;
Each of the plurality of heads is provided corresponding to each of the pair of measurement surfaces, and irradiates a measurement beam to a fourth irradiation point on the corresponding measurement surface, and the measurement beam is emitted from the measurement surface. It further includes a plurality of fourth heads that measure at least the second direction for receiving the return light, and the fourth irradiation point is an irradiation center of a detection beam irradiated on the object from the mark detection system. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is located on a straight line in the second direction passing through a detection center of a mark detection system.
前記光学系と前記物体を保持する前記移動体との間に供給する液体供給系と;
をさらに備える請求項1〜8のいずれか一項に記載の露光装置。 An optical system for irradiating the object with the illumination light;
A liquid supply system that supplies between the optical system and the moving body that holds the object;
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
パターンが形成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。 Forming a pattern on the object using the exposure apparatus according to claim 1;
Developing the object having the pattern formed thereon.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010236976A JP2012089769A (en) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Exposure equipment and method for manufacturing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010236976A JP2012089769A (en) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Exposure equipment and method for manufacturing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012089769A true JP2012089769A (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=46261042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010236976A Pending JP2012089769A (en) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | Exposure equipment and method for manufacturing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012089769A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014059297A (en) * | 2012-08-20 | 2014-04-03 | Dmg Mori Seiki Co Ltd | Scale device, position information generation method, and multiple spindle stage device |
CN114518068A (en) * | 2020-11-20 | 2022-05-20 | 微正股份有限公司 | Double-reading head optical ruler ball rod and measured value processing method thereof |
-
2010
- 2010-10-22 JP JP2010236976A patent/JP2012089769A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014059297A (en) * | 2012-08-20 | 2014-04-03 | Dmg Mori Seiki Co Ltd | Scale device, position information generation method, and multiple spindle stage device |
CN114518068A (en) * | 2020-11-20 | 2022-05-20 | 微正股份有限公司 | Double-reading head optical ruler ball rod and measured value processing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5177449B2 (en) | Moving body driving method and moving body driving system, pattern forming method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method | |
JP5332398B2 (en) | Moving body driving method, pattern forming method, exposure method, and device manufacturing method | |
JP5423863B2 (en) | Moving body driving method and moving body driving system, pattern forming method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method | |
JP5971809B2 (en) | Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5334004B2 (en) | Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2009117842A (en) | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2009124140A (en) | Moving body apparatus, pattern forming apparatus, and exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2009117838A (en) | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2009117837A (en) | Movable body apparatus, pattern formation apparatus and exposure apparatus, and device manufacturing method | |
US20080297751A1 (en) | Exposure method, exposure apparatus, and method for producing device | |
JP5257832B2 (en) | Calibration method, moving body driving method and moving body driving apparatus, exposure method and exposure apparatus, pattern forming method and pattern forming apparatus, and device manufacturing method | |
JP5151852B2 (en) | Correction information creation method, exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5057235B2 (en) | Calibration method, exposure method, device manufacturing method, and exposure apparatus | |
JP5126594B2 (en) | Calibration method, exposure method, device manufacturing method, and exposure apparatus | |
JP5234308B2 (en) | Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2012089769A (en) | Exposure equipment and method for manufacturing device | |
JP2013045815A (en) | Exposure method, and method of manufacturing device | |
JP2009252994A (en) | Aligning method, device method for manufacturing, and aligner | |
JP5211690B2 (en) | Calibration method, moving body driving method and apparatus, exposure method and apparatus, pattern forming method and apparatus, and device manufacturing method | |
JP5077744B2 (en) | Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2014086560A (en) | Calibration method, exposure method, exposure device, and substrate for correction, and manufacturing method for device | |
JP2014143229A (en) | Measuring method and measuring system, exposure method and exposure device, and device manufacturing method | |
JP2009252993A (en) | Calibrating method, moving body driving method and apparatus, aligning method and apparatus, pattern forming method and apparatus, and device method for manufacturing | |
JP2010050292A (en) | Exposure method and aligner, and device manufacturing method | |
JP2009252992A (en) | Moving body driving method, aligning method, device method for manufacturing, and aligner |