JP2014197703A - 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ΔL2=ΔYo×(1+cosθ)+ΔZo×sinθ …(2)
従って、式(1)、(2)からΔZo及びΔYoは次式(3)、(4)で求められる。
ΔYo=(ΔL1+ΔL2)/{2(1+cosθ)} …(4)
Δθy≒(ΔZoL−ΔZoR)/D …(6)
従って、主制御装置20は、上記式(3)〜式(6)を用いることで、Z干渉計43A、43Bの計測結果に基づいて、ウエハステージWSTの4自由度の変位ΔZo、ΔYo、Δθz、Δθyを算出することができる。
+2KΔZ(cosθb1+cosθb0−cosθa1−cosθa0)…(7)
ここで、KΔLは、2つの光束LB1,LB2の光路差ΔLに起因する位相差、ΔYは、反射型回折格子RGの+Y方向の変位、ΔZは、反射型回折格子RGの+Z方向の変位、pは回折格子のピッチ、nb,naは上述の各回折光の回折次数である。
その場合、式(7)の右辺第3項の括弧内は零になり、同時にnb=−na(=n)を満たすので、次式(9)が得られる。
上式(9)より、位相差φsymは光の波長に依存しないことがわかる。
Δx=g(z,θy,θz)=θy(z−c)+θz(z−d) ……(11)
上式(10)において、aは、図12のグラフの、各直線が交わる点のZ座標であり、bは、Yエンコーダの補正情報の取得のためにヨーイング量を変化させた場合の図12と同様のグラフの、各直線が交わる点のZ座標である。また、上式(11)において、cは、Xエンコーダの補正情報の取得のためにローリング量を変化させた場合の図12と同様のグラフの、各直線が交わる点のZ座標であり、dは、Xエンコーダの補正情報の取得のためにヨーイング量を変化させた場合の図12と同様のグラフの、各直線が交わる点のZ座標である。
CY=r’・ey’ …(12b)
ここで、ex’,ey’は、ウエハステージWSTにのった相対座標系(X’,Y’,θz’)におけるX’,Y’単位ベクトルで、基準座標系(X,Y,θz)におけるX,Y単位ベクトルex,eyと、次式(13)の関係がある。
CY=−(p−X)sinθz+(q−Y)cosθz ……(14b)
C2=−(p2−X)sinθz+(q2−Y)cosθz ……(15b)
C3= (p3−X)cosθz+(q3−Y)sinθz ……(15c)
上式(16)において、p4、q4は、エンコーダEnc4の計測点(検出点)のX座標値、Y座標値である。エンコーダEnc4のY座標値q4として前述のヘッド位置のキャリブレーションの際に取得した計測ビームの照射点の位置情報が、エンコーダEnc4のX座標値p4としては、計測ビームの照射点の設計上の位置情報が、メモリ34内からそれぞれ読み出されて用いられる。
C3= (p3−X)cosθz+(q3−Y)sinθz …(15c)
C4= (p4−X)cosθz+(q4−Y)sinθz …(15d)
なお、4つめのエンコーダがYヘッドの場合には、理論式(15d)の代わりに次の理論式(15e)を用いた連立方程式(15b)(15c)(15e)を用いれば良い。
本実施形態では、ウエハステージWSTの3自由度(X,Y,θz)方向の位置座標を計測するために、常時、エンコーダシステム70A〜70Dを構成するXエンコーダ(ヘッド)及びYエンコーダ(ヘッド)の内、少なくとも1つのXヘッドと少なくとも2つのYヘッドを含む少なくとも3つのヘッドを使用している。そのため、ウエハステージWSTの移動に伴って使用するヘッドを切り換える際には、切り換えの前後でステージ位置の計測結果を連続につなぐために、3つのヘッドの組み合わせから別の3つのヘッドの組み合わせへと切り換える方式を採用している。この方式を、第1方式と呼ぶことにする。
CY4=−(p4−X)sinθz+(q4−Y)cosθz ……(17b)
ここで、(p3,q3),(p4,q4)はYヘッド64C3,64C4のX,Y設置位置(より正確には計測点(検出点)のX,Y位置)である。簡単のため、Yヘッド64C3,64C4のY設置位置は等しい(q3=q4)と仮定する。この仮定の下、上式(17a)(17b)より、次式(18)が得られる。
従って、後に停止される第1ヘッド64C3の計測値を上式(18)の右辺のCY3に代入して、左辺のCY4を求めることにより、新たに使用する第2ヘッド64C4の計測値を予測することができる。
ここで、(pA,qA)はYヘッド64AのX,Y設置位置(より正確には計測点のX,Y位置)である。簡単のため、Yヘッド64AのY設置位置qAは、Yヘッド64C3,64C4のY設置位置q3,q4と等しい(qA=q3=q4)と仮定する。
ただし、定数c=(p3−p4)/(qA−q3)と置いた。従って、Yヘッド64C3,64Aの計測値のそれぞれを上式(19)の右辺のCY3,CYAに代入して左辺のCY4を求めることにより、新たに使用するYヘッド64C4の計測値を予測することができる。
Claims (34)
- 投影光学系と液体とを介して照明光で物体を露光する露光方法であって、
前記投影光学系の下端部を取り囲むように設けられるノズルユニットによって、前記投影光学系の下に前記液体で液浸領域を形成することと、
前記投影光学系から離れて配置されるアライメント系によって前記物体のマークが検出されるように、前記投影光学系の光軸と垂直な所定平面内で互いに直交する第1及び第2方向に移動可能で、前記物体を載置するステージによって、前記アライメント系と対向して前記物体を配置することと、
前記投影光学系と前記液浸領域の液体とを介して前記照明光で前記物体が露光されるように、前記ステージによって前記物体を前記投影光学系と対向して配置することと、
前記ステージに格子部とヘッドとの一方が設けられ、かつ前記格子部と前記ヘッドとの他方が前記投影光学系に対して前記ノズルユニットの外側に設けられるエンコーダシステムの、前記格子部と対向する複数の前記ヘッドによって、前記ステージの位置情報を計測することと、
前記エンコーダシステムの計測情報に基づいて、前記ヘッドに起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差を補償しつつ前記ステージの移動を制御することと、を含み、
前記マークの検出動作と前記物体の露光動作ではそれぞれ、前記エンコーダシステム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、前記計測に用いられる前記複数のヘッドの1つが別のヘッドに切り換えられるとともに、前記切換前に用いられる前記複数のヘッドによって計測される位置情報に基づいて、前記切換後に用いられる別のヘッドによって計測されるべき位置情報が決定される露光方法。 - 請求項1に記載の露光方法において、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報は、前記切換前に用いられるヘッド、及び前記切換後に用いられるヘッドの両方が前記格子部と対向している間に決定される露光方法。 - 請求項1又は2に記載の露光方法において、
前記切換は、前記切換前に用いられるヘッド、及び前記切換後に用いられるヘッドの両方が前記格子部と対向している間に行われる露光方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記切換前に用いられる前記複数のヘッドと前記別のヘッドとの両方が前記格子部と対向している間に、前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報の決定と前記切換とが行われる露光方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報は、前記切換の前後で、前記ステージの位置が維持される、あるいは前記ステージの位置情報が連続的につながるように決定される露光方法。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報の決定では、前記第1及び第2方向と異なる方向に関する前記ステージの位置情報が用いられる露光方法。 - 請求項6に記載の露光方法において、
前記第1及び第2方向と異なる方向は、前記所定平面内の回転方向を含む露光方法。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記ステージの移動では、前記格子部に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差、前記第1及び第2方向と異なる方向に関する前記ステージの変位に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差、及び前記所定平面に対する前記ステージの傾斜に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差の少なくとも1つも補償される露光方法。 - 請求項8に記載の露光方法において、
前記第1及び第2方向と異なる方向は、前記所定平面と直交する方向、前記所定平面と直交する軸の回りの回転方向、及び前記所定平面と平行な軸の回りの回転方向の少なくとも1つを含む露光方法。 - 請求項8又は9に記載の露光方法において、
前記ステージの移動では、前記格子部の平坦性と形成誤差との少なくとも一方、または前記ヘッドの変位と光学特性との少なくとも一方に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差が補償される露光方法。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記ステージは、前記複数のヘッドが設けられ、かつ前記露光において前記格子部の下方で移動される露光方法。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記切換前、3つの前記ヘッドによって前記ステージの位置情報が計測されるとともに、前記3つのヘッドは、前記ステージの移動によって、前記3つのヘッドと異なる前記別のヘッドを含む3つのヘッドに切り換えられ、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報は、前記切換前に用いられる3つのヘッドによって計測される位置情報に基づいて決定される露光方法。 - 請求項12に記載の露光方法において、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報は、前記切換前に用いられる3つのヘッドと前記1つのヘッドとを含む4つのヘッドが前記格子部と対向している間に決定される露光方法。 - 請求項13に記載の露光方法において、
前記切換は、前記4つのヘッドが前記格子部と対向している間に行われる露光方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記格子部は、それぞれ反射型格子が形成される4つのスケール部材を有し、
前記ステージは、前記4つのスケール部材の3つ又は4つとそれぞれ対向して配置される3つ又は4つのヘッドによって前記位置情報が計測される露光方法。 - 請求項15に記載の露光方法において、
前記ステージの移動によって、前記3つのヘッドと前記4つのヘッドとの一方から他方に変更される露光方法。 - リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項1〜16のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、前記ステージに載置された物体を露光し、前記物体にパターンを形成するデバイス製造方法。 - 投影光学系と液体とを介して照明光で物体を露光する露光装置であって、
前記投影光学系の下端部を取り囲むように設けられるノズルユニットを有し、前記液体によって前記投影光学系の下に液浸領域を形成する局所液浸装置と、
前記投影光学系の光軸と垂直な所定平面内で互いに直交する第1及び第2方向に移動可能で、前記物体を載置するステージと、
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アライメント系と、
前記ステージに格子部とヘッドとの一方が設けられ、かつ前記格子部と前記ヘッドとの他方が前記投影光学系に対して前記ノズルユニットの外側に設けられ、前記格子部と対向する複数の前記ヘッドによって、前記ステージの位置情報を計測するエンコーダシステムと、
前記エンコーダシステムの計測情報に基づいて、前記ヘッドに起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差を補償しつつ前記ステージの移動を制御する制御装置と、を備え、
前記マークの検出動作と前記基板の露光動作ではそれぞれ、前記エンコーダシステム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、前記計測に用いられる前記複数のヘッドの1つが別のヘッドに切り換えられるとともに、前記切換前に用いられる前記複数のヘッドによって計測される位置情報に基づいて、前記切換後に用いられる別のヘッドによって計測されるべき位置情報が決定される露光装置。 - 請求項18に記載の露光装置において、
前記切換後に用いられるヘッドによって計測されるべき位置情報、前記切換前に用いられるヘッド、及び前記切換後に用いられるヘッドの両方が前記格子部と対向している間に決定される露光装置。 - 請求項18又は19に記載の露光装置において、
前記切換は、前記切換前に用いられるヘッド、及び前記切換後に用いられるヘッドの両方が前記格子部と対向している間に行われる露光装置。 - 請求項18〜20のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記切換前に用いられる前記複数のヘッドと前記別のヘッドとの両方が前記格子部と対向している間に、前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報の決定と前記切換とが行われる露光装置。 - 請求項18〜21のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報は、前記切換の前後で、前記ステージの位置が維持される、あるいは前記ステージの位置情報が連続的につながるように決定される露光装置。 - 請求項18〜22のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報の決定では、前記第1及び第2方向と異なる方向に関する前記ステージの位置情報が用いられる露光装置。 - 請求項23に記載の露光装置において、
前記第1及び第2方向と異なる方向は、前記所定平面内の回転方向を含む露光装置。 - 請求項18〜24のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記制御装置は、前記格子部に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差、前記第1及び第2方向と異なる方向に関する前記ステージの変位に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差、及び前記所定平面に対する前記ステージの傾斜に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差の少なくとも1つも補償しつつ前記ステージの移動を制御する露光装置。 - 請求項25に記載の露光装置において、
前記第1及び第2方向と異なる方向は、前記所定平面と直交する方向、前記所定平面と直交する軸の回りの回転方向、及び前記所定平面と平行な軸の回りの回転方向の少なくとも1つを含む露光装置。 - 請求項25又は26に記載の露光装置において、
前記制御装置は、前記格子部の平坦性と形成誤差との少なくとも一方、または前記ヘッドの変位と光学特性との少なくとも一方に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差を補償しつつ前記ステージの移動を制御する露光装置。 - 請求項18〜27のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記ステージは、前記複数のヘッドが設けられ、かつ前記露光において前記格子部の下方で移動される露光装置。 - 請求項18〜28のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記切換前、3つの前記ヘッドによって前記ステージの位置情報が計測されるとともに、前記3つのヘッドは、前記ステージの移動によって、前記3つのヘッドと異なる前記別のヘッドを含む3つのヘッドに切り換えられ、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報は、前記切換前に用いられる3つのヘッドによって計測される位置情報に基づいて決定される露光装置。 - 請求項29に記載の露光装置において、
前記別のヘッドによって計測されるべき位置情報は、前記切換前に用いられる3つのヘッドと前記1つのヘッドとを含む4つのヘッドが前記格子部と対向している間に決定される露光装置。 - 請求項30に記載の露光装置において、
前記切換は、前記4つのヘッドが前記格子部と対向している間に行われる露光装置。 - 請求項18〜31のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記格子部は、それぞれ反射型格子が形成される4つのスケール部材を有し、
前記ステージは、前記4つのスケール部材の3つ又は4つとそれぞれ対向して配置される3つ又は4つのヘッドによって前記位置情報が計測される露光装置。 - 請求項32に記載の露光装置において、
前記ステージの移動によって、前記3つのヘッドと前記4つのヘッドとの一方から他方に変更される露光装置。 - リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項18〜33のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、前記ステージに載置された物体を露光し、前記物体にパターンを形成するデバイス製造方法。
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