JP2014131077A5 - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、特に、半導体素子などのマイクロデバイス（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露光方法、並びに露光装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

本発明は、上述した事情の下になされたもので、その第１の態様によれば、投影光学系を介して照明光で物体を露光する露光装置であって、投影光学系を支持するように構成されたフレーム部材と、フレーム部材に支持される投影光学系の下方に配置され、表面が投影光学系の光軸に垂直な所定面に実質的に平行なベースと、物体を保持するホルダを有し、ベース上に配置されるステージと、一部がステージに設けられる電磁モータを有し、電磁モータによってベース上でステージを駆動する駆動系と、反射型２次元格子がそれぞれ形成される４つの領域を有し、４つの領域が所定面と実質的に平行かつ投影光学系の光軸の周囲に配置されるように、フレーム部材に支持される計測プレートと、ステージに設けられる４つのヘッドを有し、４つのヘッドを介してそれぞれビームを下方から計測プレートに照射することによって、ステージの位置情報を計測する計測システムと、計測された位置情報に基づいて駆動系を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、４つのヘッドが計測プレートの４つの領域にそれぞれ対向するステージの移動領域内で計測システムによって計測された位置情報に基づいて、４つのヘッドのうち３つによって規定される第１座標系と、４つのヘッドのうち３つのヘッドとは異なる１つと、３つのヘッドのうち２つと、によって規定される第２座標系との位置誤差に関する補正情報を取得し、計測された位置情報と補正情報とに基づいて駆動系を制御する露光装置が、提供される。

これによれば、第１座標系と第２座標系との位置誤差（ずれ）の影響を受けることなく、ステージを精度良く駆動することが可能になり、そのステージに保持される物体に対する高精度な露光が可能になる。

本発明の第２の態様によれば、投影光学系を介して照明光で物体を露光する露光方法において、フレーム部材に支持される投影光学系の下方に配置され、表面が投影光学系の光軸に垂直な所定面と実質的に平行なベース上で、物体を保持するホルダを有するステージを、一部がステージに設けられる電磁モータによって駆動することと、反射型２次元格子がそれぞれ形成される４つの領域を有し、４つの領域が所定面と実質的に平行かつ投影光学系の光軸の周囲に配置されるようにフレーム部材に支持される計測プレートに対してその下方から、ステージに設けられる４つのヘッドを介してそれぞれビームを照射する計測システムによって、ステージの位置情報を計測することと、４つのヘッドのうち３つによって規定される第１座標系と、４つのヘッドのうち３つのヘッドとは異なる１つと３つのヘッドのうち２つとによって規定される第２座標系との位置誤差に関する補正情報と、計測された位置情報と、に基づいて、電磁モータを制御することと、を含み、補正情報は、４つのヘッドが計測プレートの４つの領域にそれぞれ対向するステージの移動領域内で計測システムによって計測された位置情報に基づいて、取得される露光方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、デバイス製造方法であって、第１の態様に係る露光装置を用いて、物体を露光することと、露光された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。

本発明の第４の態様によれば、デバイス製造方法であって、第２の態様に係る露光方法を用いて物体を露光することと、露光された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。

Claims (32)

1. 投影光学系を介して照明光で物体を露光する露光装置であって、
   前記投影光学系を支持するように構成されたフレーム部材と、
   前記フレーム部材に支持される前記投影光学系の下方に配置され、表面が前記投影光学系の光軸に垂直な所定面に実質的に平行なベースと、
   前記物体を保持するホルダを有し、前記ベース上に配置されるステージと、
   一部が前記ステージに設けられる電磁モータを有し、前記電磁モータによって前記ベース上で前記ステージを駆動する駆動系と、
   反射型２次元格子がそれぞれ形成される４つの領域を有し、前記４つの領域が前記所定面と実質的に平行かつ前記投影光学系の光軸の周囲に配置されるように、前記フレーム部材に支持される計測プレートと、
   前記ステージに設けられる４つのヘッドを有し、前記４つのヘッドを介してそれぞれビームを下方から前記計測プレートに照射することによって、前記ステージの位置情報を計測する計測システムと、
   前記計測された位置情報に基づいて前記駆動系を制御するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記４つのヘッドが前記計測プレートの前記４つの領域にそれぞれ対向する前記ステージの移動領域内で前記計測システムによって計測された位置情報に基づいて、前記４つのヘッドのうち３つによって規定される第１座標系と、前記４つのヘッドのうち前記３つのヘッドとは異なる１つと、前記３つのヘッドのうち２つと、によって規定される第２座標系との位置誤差に関する補正情報を取得し、前記計測された位置情報と前記補正情報とに基づいて前記駆動系を制御する露光装置。
2. 請求項１に記載の露光装置において、
   前記計測システムは、前記移動領域とは異なる移動領域内で前記４つのヘッドのうち３つで前記ステージの位置情報を計測し、前記コントローラは、前記ステージの移動によって、前記計測システムが前記位置情報を計測するために用いる前記３つのヘッドのうち１つを、前記４つのヘッドのうち前記３つのヘッドとは異なる１つに切り換える露光装置。
3. 請求項２に記載の露光装置において、
   前記切換後、前記３つのヘッドとは異なる前記１つのヘッドと、前記３つのヘッドのうち残り２つのヘッドとによって、前記ステージの位置情報が計測され、
   前記補正情報は、前記切換後の前記駆動系の制御のために用いられる露光装置。
4. 請求項２に記載の露光装置において、
   前記切換は、前記４つのヘッドがそれぞれ前記計測プレートの前記４つの領域と対向している間に行われる露光装置。
5. 請求項４に記載の露光装置において、
   前記計測プレートは、前記４つの領域に囲まれる開口を有し、前記投影光学系が前記開口内に位置付けられるように前記フレーム部材に支持される露光装置。
6. 請求項５に記載の露光装置において、
   前記４つのヘッドのうち、前記所定面内の第１方向に離れて設けられる２つのヘッドは、前記第１方向に関して前記開口の幅よりも広い間隔で配置される露光装置。
7. 請求項６に記載の露光装置において、
   前記４つのヘッドのうち、前記所定面内で前記第１方向と直交する第２方向に離れて設けられる２つのヘッドは、前記第２方向に関して前記開口の幅よりも広い間隔で配置される露光装置。
8. 請求項７に記載の露光装置において、
   前記物体上の複数の領域がそれぞれ前記照明光で走査露光されるとともに、前記走査露光中、前記物体は前記第１方向に移動され、
   前記第２方向に離れて設けられる前記２つのヘッドは、前記第２方向に関して前記複数の領域の１つの幅と前記開口の前記幅との和よりも広い間隔で配置される露光装置。
9. 請求項５に記載の露光装置において、
   前記計測プレートは、前記反射型２次元格子がそれぞれ形成される４つのスケールプレートを有する露光装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記計測システムは、前記所定面内で互いに直交する第１、第２方向、及び前記所定面と直交する第３方向を含む６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測する露光装置。
11. 請求項１０に記載の露光装置において、
    前記計測システムは、前記４つのヘッドのそれぞれで、前記第１方向又は前記第２方向と、前記第３方向との２方向に関する前記ステージの前記位置情報を計測する露光装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記投影光学系から離れて配置され、前記物体のマークを検出するマーク検出系と、
    反射型２次元格子がそれぞれ形成される４つのスケールプレートを有し、前記４つのスケールプレートが前記所定面と実質的に平行かつ前記マーク検出系の周囲に配置されるように前記フレーム部材に支持される、前記計測プレートと異なる別の計測プレートと、をさらに備え、
    前記計測システムは、前記マークの検出動作中、前記別の計測プレートに対してその下方から前記ビームを照射する前記４つのヘッドのうち少なくとも３つによって、前記ステージの位置情報を計測する露光装置。
13. 請求項１２に記載の露光装置において、
    前記電磁モータは、前記ベースと前記ステージとの一方に設けられる磁石ユニットと、前記ベースと前記ステージとの他方に設けられるコイルユニットと、を有する平面モータを含み、前記平面モータによって、前記ベース上で浮上支持される前記ステージを駆動する露光装置。
14. 請求項１３に記載の露光装置において、
    前記ステージは、前記平面モータによって前記ベース上で磁気浮上される露光装置。
15. 請求項１１に記載の露光装置において、
    前記ベース上に配置され、物体を保持する別のホルダを有する別のステージを、さらに備え、
    前記計測システムは、前記別のステージに設けられる４つのヘッドを有し、前記別のステージの前記４つのヘッドのうち少なくとも３つによって、前記別のステージの位置情報を計測する露光装置。
16. 投影光学系を介して照明光で物体を露光する露光方法において、
    フレーム部材に支持される前記投影光学系の下方に配置され、表面が前記投影光学系の光軸に垂直な所定面と実質的に平行なベース上で、前記物体を保持するホルダを有するステージを、一部が前記ステージに設けられる電磁モータによって駆動することと、
    反射型２次元格子がそれぞれ形成される４つの領域を有し、前記４つの領域が前記所定面と実質的に平行かつ前記投影光学系の光軸の周囲に配置されるように前記フレーム部材に支持される計測プレートに対してその下方から、前記ステージに設けられる４つのヘッドを介してそれぞれビームを照射する計測システムによって、前記ステージの位置情報を計測することと、
    前記４つのヘッドのうち３つによって規定される第１座標系と、前記４つのヘッドのうち前記３つのヘッドとは異なる１つと前記３つのヘッドのうち２つとによって規定される第２座標系との位置誤差に関する補正情報と、前記計測された位置情報と、に基づいて、前記電磁モータを制御することと、を含み、
    前記補正情報は、前記４つのヘッドが前記計測プレートの前記４つの領域にそれぞれ対向する前記ステージの移動領域内で前記計測システムによって計測された位置情報に基づいて、取得される露光方法。
17. 請求項１６に記載の露光方法において、
    前記移動領域とは異なる移動領域内で、前記４つのヘッドのうち３つによって前記ステージの位置情報が計測され、
    前記ステージの移動によって、前記計測システムが前記位置情報を計測するために用いる前記３つのヘッドのうち１つが、前記４つのヘッドのうち前記３つのヘッドとは異なる１つに切り換えられる露光方法。
18. 請求項１７に記載の露光方法において、
    前記切換後、前記３つのヘッドとは異なる前記１つのヘッドと、前記３つのヘッドのうち残り２つのヘッドとによって、前記ステージの位置情報が計測され、
    前記補正情報は、前記切換後の前記電磁モータの制御のために用いられる露光方法。
19. 請求項１７に記載の露光方法において、
    前記切換は、前記４つのヘッドがそれぞれ前記計測プレートの前記４つの領域と対向している間に行われる露光方法。
20. 請求項１９に記載の露光方法において、
    前記計測プレートは、前記４つの領域に囲まれる開口内に前記投影光学系が位置付けられるように、前記フレーム部材に支持される露光方法。
21. 請求項２０に記載の露光方法において、
    前記４つのヘッドのうち、前記所定面内の第１方向に離れて設けられる２つのヘッドは、前記第１方向に関して前記開口の幅よりも広い間隔で配置される露光方法。
22. 請求項２１に記載の露光方法において、
    前記４つのヘッドのうち、前記所定面内で前記第１方向と直交する第２方向に離れて設けられる２つのヘッドは、前記第２方向に関して前記開口の幅よりも広い間隔で設けられる露光方法。
23. 請求項２２に記載の露光方法において、
    前記物体上の複数の領域がそれぞれ前記照明光で走査露光されるとともに、前記走査露光中、前記物体は前記第１方向に移動され、
    前記第２方向に離れて設けられる前記２つのヘッドは、前記第２方向に関して前記複数の領域の１つの幅と前記開口の前記幅との和よりも広い間隔で設けられる露光方法。
24. 請求項２０に記載の露光方法において、
    前記計測プレートは、前記反射型２次元格子がそれぞれ形成される４つのスケールプレートを有する露光方法。
25. 請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記所定面内で互いに直交する第１、第２方向、及び前記所定面と直交する第３方向を含む６自由度方向に関して、前記ステージの位置情報が計測される露光方法。
26. 請求項２５に記載の露光方法において、
    前記４つのヘッドによってそれぞれ、前記第１方向又は前記第２方向と、前記第３方向との２方向に関する前記ステージの位置情報が計測される露光方法。
27. 請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記投影光学系から離れて配置されるマーク検出系によって、前記物体のマークが検出され、
    前記マークの検出動作中、前記計測プレートと異なる別の計測プレートに対してその下方から前記ビームを照射する前記４つのヘッドのうち少なくとも３つによって、前記ステージの位置情報が計測され、
    前記別の計測プレートは、反射型２次元格子がそれぞれ形成される４つのスケールプレートを有し、前記４つのスケールプレートが前記所定面と実質的に平行かつ前記マーク検出系の周囲に配置されるように前記フレーム部材に支持される露光方法。
28. 請求項２７に記載の露光方法において、
    前記電磁モータは、前記ベースと前記ステージとの一方に設けられる磁石ユニットと、前記ベースと前記ステージとの他方に設けられるコイルユニットと、を有する平面モータを含み、
    前記平面モータによって、前記ベース上で浮上支持される前記ステージが駆動される露光方法。
29. 請求項２８に記載の露光方法において、
    前記ステージは、前記平面モータによって前記ベース上で磁気浮上される露光方法。
30. 請求項２６に記載の露光方法において、
    前記ベース上に配置される、前記ステージと異なる別のステージで物体が保持され、
    前記別のステージに設けられる４つのヘッドのうち少なくとも３つによって、前記別のステージの位置情報が計測される露光方法。
31. デバイス製造方法であって、
    請求項１〜１５のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、物体を露光することと、
    前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
32. デバイス製造方法であって、
    請求項１６〜３０のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、物体を露光することと、
    前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。