JP2015149427A - Lithography apparatus and goods manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a lithographic apparatus and a method for manufacturing an article.
露光装置は、半導体デバイスや液晶表示デバイスなどの製造工程に含まれるリソグラフィ工程において、原版(レチクルなど)のパターンを介して基板(表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレートなど)を露光する装置である。このような露光装置の一例として、特許文献1は、スループットの向上のために、基板を保持するステージを2つ備えた、いわゆるツインステージ型の投影露光装置を開示している。ツインステージ型投影露光装置は、基板に露光を行う第1の領域(露光ステーション)と、基板の計測を行う第2の領域(計測ステーション)との2つの処理領域を有し、2つのステージを2つの領域にそれぞれ配置することで、露光と計測とを並行して行い得る。そして、2つのステージは、それぞれの処理が終了すると、2つの領域間で入れ替わるように移動する。 An exposure apparatus exposes a substrate (such as a wafer or a glass plate having a resist layer formed on the surface) through a pattern of an original (such as a reticle) in a lithography process included in a manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device. Device. As an example of such an exposure apparatus, Patent Document 1 discloses a so-called twin stage type projection exposure apparatus that includes two stages for holding a substrate in order to improve throughput. The twin stage type projection exposure apparatus has two processing areas, a first area (exposure station) for exposing the substrate and a second area (measurement station) for measuring the substrate. Exposure and measurement can be performed in parallel by arranging them in the two regions. Then, the two stages move so as to be switched between the two areas when the respective processes are completed.
ツインステージ露光装置は、ステージの位置を高分解能かつ高精度で計測するために、レーザー干渉計やエンコーダなどの計測器を備える。特許文献2は、計測光の光路を短くして光路雰囲気の変動による影響を低減するため、エンコーダを用いたリソグラフィ装置を開示している。このエンコーダは、ステージの4隅に1つずつ設置された計4つのセンサ(エンコーダヘッド)と、装置内に固定された4つのスケールとを備え、少なくとも3つのセンサでスケールからの信号を検出することで、ステージの位置を計測する。
The twin stage exposure apparatus includes measuring instruments such as a laser interferometer and an encoder in order to measure the stage position with high resolution and high accuracy.
また、特許文献3は、リソグラフィ装置において、光源からステージ上に設けられた反射鏡に光を照射し、その戻り光を光電センサーで検出することで原点位置を検出するデバイスを開示している。
特許文献2に記載されるようなエンコーダにおいて、ステージが移動するすべての範囲にわたってステージの位置を計測できるようにスケールを設けることは、配置やコストの制約から困難である。そこで、ステージの位置決めに要求される精度の低い領域では、エンコーダより低分解能かつ低精度の計測器を用いるのがよい。例えば、ステージに対して基板の搬入または搬出を行うための領域では、より低分解能かつ低精度でステージの位置を計測できればよいため、静電容量センサ等を用い得る。同様に、露光ステーションと計測ステーションとの間をステージが移動している場合には、より低分解能かつ低精度のセンサを用いて位置決めすればよい。
In an encoder as described in
ここで、より低分解能かつ低精度のセンサを用いて位置決めする領域からより高分解能かつ高精度のインクリメンタルエンコーダを用いて位置決めする領域にステージが移動した場合、当該エンコーダの原点(原点位置)を検出する必要がある。当該原点検出は、複数のエンコーダヘッドのそれぞれで、スケールに設けられた原点検出パターンを検出することにより行い得る。ここで、原点検出をより早く完了するためには、原点検出を行う領域と当該領域に至るステージの経路とによって、原点検出に用いるエンコーダヘッドの組合せが異なり得る。その場合、各エンコーダヘッドの位置の経時変化により、2つの領域の間(例えば、計測ステーションと露光ステーションとの間)でステージの位置決めにずれ(オフセット)が生じ得る。このずれにより、リソグラフィ装置のオーバレイ性能または解像性能等の性能が低下し得る。 Here, when the stage moves from a region that is positioned using a lower resolution and lower accuracy sensor to a region that is positioned using a higher resolution and higher accuracy incremental encoder, the origin (origin position) of the encoder is detected. There is a need to. The origin detection can be performed by detecting an origin detection pattern provided on the scale with each of the plurality of encoder heads. Here, in order to complete the origin detection earlier, the combination of encoder heads used for origin detection may differ depending on the area where the origin is detected and the path of the stage leading to the area. In that case, a change in the position of each encoder head may cause a deviation (offset) in the positioning of the stage between the two regions (for example, between the measurement station and the exposure station). This deviation can degrade performance such as overlay performance or resolution performance of the lithographic apparatus.
本発明は、例えば、エンコーダの原点検出の点で有利なリソグラフィ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a lithographic apparatus that is advantageous, for example, in terms of detecting the origin of an encoder.
上記課題を解決するために、本発明は、パターンを基板に形成するリソグラフィ装置であって、基板を保持して可動のステージと、原点パターンを含むスケールと、該スケールからの信号を検出する複数の検出部とを含み、かつスケールおよび複数の検出部のうちの一方がステージに設けられてステージの位置を計測するためのエンコーダと、ステージの可動範囲に含まれる第1範囲および第2範囲のそれぞれに関して、複数の検出部のうち一部の複数の検出部のそれぞれにより、それに対応する原点パターンからの信号を検出することにより、エンコーダの原点検出が行われ、かつ第1範囲に関して原点検出に用いる複数の検出部の組合せと第2範囲に関して原点検出に用いる複数の検出部の組合せとが一致するようにステージの動作とエンコーダの動作とを制御する制御部と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a lithography apparatus for forming a pattern on a substrate, the stage holding the substrate, a movable stage, a scale including an origin pattern, and a plurality of signals for detecting signals from the scale. And an encoder for measuring the position of the stage with one of the scale and the plurality of detection units provided on the stage, and a first range and a second range included in the movable range of the stage. For each of the plurality of detection units, each of a plurality of detection units detects a signal from the corresponding origin pattern, thereby detecting the origin of the encoder and detecting the origin with respect to the first range. The operation and error of the stage are set so that the combination of the plurality of detection units used matches the combination of the plurality of detection units used for origin detection with respect to the second range. And having a control unit for controlling the operation of the coder.
本発明によれば、例えば、エンコーダの原点検出の点で有利なリソグラフィ装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide a lithographic apparatus that is advantageous in terms of detecting the origin of an encoder.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係るリソグラフィ装置の構成について説明する。リソグラフィ装置は、ウエハなどの基板にパターンを形成する装置であり、以下、本実施形態に係るリソグラフィ装置は、一例として露光装置であるものとして説明する。図1は、本実施形態に係る露光装置1の構成を示す概略図である。なお、図1では、後述する投影光学系4の光軸(本実施形態では鉛直方向)に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で露光時のウエハWの走査方向にY軸を取り、Y軸に直交する非走査方向にX軸を取っている。露光装置1は、一例として、半導体デバイスの製造工程に使用され、ステップ・アンド・リピート方式にて、レチクルRに形成されているパターンを、表面にレジスト(感光剤)層が形成されているウエハW上(基板上)に露光する投影型とする。さらに、露光装置1は、装置内にウエハWを保持するステージを複数有し、特に本実施形態では、一例として2つのウエハステージ6a、6bを含む、いわゆるツインステージ型とする。まず、露光装置1は、主にウエハWを露光する第1の領域としての露光ステーション100と、主にウエハWの計測を行う第2の領域としての計測ステーション200と、制御部300と、ウエハ搬送系400とを備える。
(First embodiment)
First, the configuration of the lithography apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. The lithography apparatus is an apparatus that forms a pattern on a substrate such as a wafer. Hereinafter, the lithography apparatus according to the present embodiment will be described as an exposure apparatus as an example. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an exposure apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 1, the Z-axis is taken in parallel to the optical axis (vertical direction in the present embodiment) of the projection
露光ステーション100は、照明系2と、レチクルステージ3と、投影光学系4とを含む。照明系2は、光源より出射された光を所定のビーム形状に整形し、レチクルステージ3に保持されているレチクルRに照射する。光源としては、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)などが用いられる。レチクルRは、例えば、微細な回路パターンが形成されたガラス製の原版である。レチクルステージ3は、不図示のレチクルチャックを介して、レチクルRを例えば吸着保持して、6軸方向の微動駆動が可能である。投影光学系4は、レチクルRの回路パターンの像を所定の縮小倍率で縮小し、ウエハW上に設定されているショット(パターン形成領域)に結像投影する。
The
計測ステーション200は、アライメント計測およびフォーカス・レベリング計測を行う基板計測センサー20を含む。具体的には、基板計測センサー20は、後述するウエハステージ6上に保持されているウエハW上のアライメントマーク、およびウエハステージ6上に設置されている基準マーク板上の基準マーク(ともに不図示)の位置計測を行う。また、基板計測センサー20は、ウエハステージ6上の表面形状の計測を行うこともできる。なお、上記の投影光学系4および基板計測センサー20は、ともに、例えば除振ユニットを介して床面から支持されている鏡筒定盤5に保持されている。
The
ウエハステージ6は、不図示のチャックを介して、ウエハWを例えば吸着保持し、例えば、平面パルスモーター、リニアモーター、ボイスコイルモーター等を含むステージ駆動系により、6軸方向の微動駆動が可能である。また、露光装置1は、床面上にステージ定盤21を備え、ウエハステージ6は、例えばエアベアリングを介してステージ定盤21上に浮上支持される。これにより、ウエハステージ6は、XY軸方向に所定の可動範囲で、指定された走査速度による移動が可能(可動)である。特に本実施形態では、ツインステージ型の露光装置1を例示しており、この場合、2つのウエハステージ6(第1ウエハステージ6aおよび第2ウエハステージ6b)が存在する。各ウエハステージ6は、それぞれが露光ステーション100における露光位置を含む第1可動範囲(第1範囲)と、計測ステーション200におけるアライメント計測位置を含む第2可動範囲(第2範囲)との間で独立して移動(位置を交互に切り替え)可能である。ウエハステージ6によれば、例えば、露光ステーション100にて第1ウエハステージ6a上の第1ウエハW1に対する露光と、計測ステーション200にて第2ウエハステージ6b上の第2ウエハW2に対する計測とを並行して行い得る。
The wafer stage 6 sucks and holds the wafer W via a chuck (not shown), and can be finely driven in six axes by a stage drive system including, for example, a plane pulse motor, a linear motor, and a voice coil motor. is there. The exposure apparatus 1 also includes a
また、ウエハステージ6の位置は、エンコーダ(リニアエンコーダ)およびレーザー干渉計を用いて計測される。具体的には、まず、第1ウエハステージ6aは、その上面に複数の位置センサー(検出部)22(22a〜22d)を、同様に、第2ウエハステージ6bは、その上面に複数の位置センサー(検出部)23(23a〜23d)をそれぞれ備える。各位置センサー22、23は、それぞれ、エンコーダヘッドと、レーザー干渉計とを含む。これに対して、露光装置1は、各ステーション100、200にいずれかのウエハステージ6があるときに、各位置センサー22、23が対向する固定位置に、各位置センサー22、23から照射された光を反射する反射部24、25を備える。各反射部24、25は、後述するエンコーダヘッドとの組合せで構成されるエンコーダのスケール(スケール反射鏡)であり、その表面には周期的な回折格子パターンであるインクリメンタルパターンを有する。なお、本実施形態では、上記固定位置は、鏡筒定盤5の下面である。また、露光ステーション100における反射部24、および計測ステーション200における反射部25のそれぞれの形状およびその配置については後述する。
The position of the wafer stage 6 is measured using an encoder (linear encoder) and a laser interferometer. Specifically, first, the
エンコーダヘッドは、インクリメンタルパターンで反射された回折光により、インクリメンタルパターンの位置に応じて生成されるインクリメンタル信号の強度の変化に基づいて、各反射部24、25に対するXY平面方向に関するヘッド位置の変位を検出する。制御部300は、エンコーダヘッドから取得したヘッド位置の変位に基づいて、各ウエハステージ6a、6bのX、Y、Zの各軸に対する回転量θをそれぞれ高精度に求めることができる。また、レーザー干渉計は、例えばマイケルソン干渉計であり、各反射部24、25とのZ軸方向の距離の変位を検出する。制御部300は、レーザー干渉計から取得したZ軸方向の距離の変位に基づいて、各ウエハステージ6a、6bのZ軸、X軸に対する回転量ωx、Y軸に対する回転量ωyをそれぞれ高精度に求めることができる。このようにして得られた各ウエハステージ6a、6bの各軸および各回転量に関する位置情報は、不図示のステージ制御部(制御部300の内部に含まれる、または外部に設置される)に送られる。ステージ制御部は、取得した位置情報を参照しつつ、制御部300からの駆動指令に基づいて、ステージ駆動系を介して各ウエハステージ6a、6bの移動を制御する。なお、ここではエンコーダとレーザー干渉計とを用いてウエハステージ6の位置を計測するものとしている。これに対して、エンコーダ(エンコーダヘッド)がX、Y、Zの各軸のそれぞれに関する位置に係る検出を行い得るものである場合には、レーザー干渉計を使用せず、エンコーダのみを用いてウエハステージ6の位置を計測するものとしてもよい。
The encoder head detects the displacement of the head position in the XY plane direction with respect to the reflecting
制御部300は、例えばコンピューターなどで構成され、露光装置1の各構成要素に回線を介して接続されて、プログラムなどに従って各構成要素の動作制御または各種演算を実行し得る。また、制御部300は、不図示であるが、ウエハステージ6の原点位置の検出に用いられる、後述する位置センサー22、23の組合せに関する情報をデータベースとして保存する記憶装置を含む。なお、制御部300は、露光装置1の他の部分と一体で(共通の筐体内に)構成してもよいし、露光装置1の他の部分とは別体で(別の筐体内に)構成してもよい。
The
ウエハ搬送系400は、処理対象であるウエハWを収容する不図示のFOUPからウエハWを計測ステーション200にあるウエハステージ6に搭載する搬入用ハンド400aと、ウエハステージ6からウエハWを回収するための搬出用ハンド400bとを含む。
The
図2は、露光装置1において、上面側(Z軸方向プラス側)から見た、各ステーション100、200での各反射部24、25の配置と、各ウエハステージ6a、6bの位置とを示す概略平面図である。なお、図2では、各ウエハステージ6a、6bを、わかりやすさを考慮して透明状に表している。図2(a)は、一例として、露光ステーション100にて第1ウエハステージ6a上の第1ウエハW1に対して露光を行っている状態、かつ、計測ステーション200にて第2ウエハステージ6b上の第2ウエハW2の計測を行っている状態を表す図である。第1ウエハステージ6aに設置される4つの位置センサー22a〜22dは、その表面上の四隅に1つずつ配置される。同様に、第2ウエハステージ6bに設置される4つの位置センサー23a〜23dも、その表面上の四隅に1つずつ配置される。露光ステーション100における反射部24は、それぞれ平面(表面)形状が正方形の4つの反射部24a〜24dを含み、XY平面上で投影光学系4を中心として各軸で平行に配置される。同様に、計測ステーション200における反射部25は、それぞれ平面(表面)形状が正方形の4つの反射部25a〜25dを含み、XY平面上で基板計測センサー20を中心として各軸で平行に配置される。図2における各反射部24、25に示す斜線は、上述したインクリメンタルパターンを表している。
FIG. 2 shows the arrangement of the reflecting
図3は、各ウエハステージ6a、6bにそれぞれ連結されている配管類30と、各ウエハステージ6a、6bの移動経路との関係を示す概略平面図である。例えば、第1ウエハステージ6a用の配管類30aは、紙面左側(X軸方向マイナス側)に延び、外部の空圧装置(不図示)に連結される。一方、第2ウエハステージ6b用の配管類30bは、紙面右側(X軸方向プラス側)に延び、外部の空圧装置に連結される。上記のように、各ウエハステージ6a、6bは、それぞれ各ステーション100、200間を移動する(入れ替わる)ことができる。この例の場合、配管類30の這わせ位置の関係から、図3中の白抜き矢印で示すように、第1ウエハステージ6aは、紙面左側を回って入れ替わり、一方、第2ウエハステージ6bは、紙面右側を回って入れ替えられる。
FIG. 3 is a schematic plan view showing the relationship between the piping 30 connected to each of the wafer stages 6a and 6b and the movement path of each of the wafer stages 6a and 6b. For example, the
ここで、図2に戻り、ウエハステージ6(各ウエハステージ6a、6b)の位置検出の際には、それぞれに設置されている複数(本実施形態では4つ)の位置センサーのうち、一部の少なくとも3つが使用される。以下、ウエハステージ6の位置を各位置センサー22、23により高精度に保証し得るウエハステージ6の可動範囲を「観察可能範囲」という。ここで、ウエハステージ6は、その可動範囲が観察可能範囲よりも広いため、駆動位置によっては観察可能範囲を外れることがある。ウエハステージ6が観察可能範囲を外れると、位置センサー22、23としてのエンコーダヘッドおよびレーザー干渉計は、反射部24、25に対する原点を消失し、計測が不能となる。そこで、制御部300は、ウエハステージ6が、一旦、観察可能範囲を外れた後に再度観察可能範囲に戻ってきたときには、以下のように原点位置の検出(原点検出)を実施させる。
Here, referring back to FIG. 2, when detecting the position of the wafer stage 6 (each
まず、本実施形態における原点位置の検出の特徴を明確にするために、比較例として従来の原点位置の検出について説明する。図7は、原点位置の検出をする際の代表的なウエハステージの位置と、そのとき原点位置の検出に使用するエンコーダヘッドとを示す概略平面図である。このうち、図7(a)および図7(b)は、露光ステーション100における状態を示し、図7(c)〜図7(e)は、計測ステーション200における状態を示す。なお、以下説明の簡単化のために、図2に示す本実施形態に係る露光装置1の構成要素に対応するものには同一の符号を付す。
First, in order to clarify the feature of detection of the origin position in the present embodiment, a conventional origin position detection will be described as a comparative example. FIG. 7 is a schematic plan view showing a representative wafer stage position when detecting the origin position and an encoder head used for detecting the origin position at that time. 7A and 7B show the state in the
はじめに、ウエハステージ6が計測ステーション200から露光ステーション100に移動する場合を想定する。このとき、計測ステーション200から移動してきたウエハステージ6が、露光ステーション100におけるエンコーダヘッド(位置センサー22、23)で計測可能な領域に入ったとき、エンコーダヘッドが原点位置を検出する。ここで、第1ウエハステージ6aが紙面左側を回って移動してきたときは、エンコーダヘッドは、図7(a)に示すように、反射部24に対向する最も早い位置である紙面左下の位置で原点位置を検出する。そして、このとき使用されるエンコーダヘッドは、3つの位置センサー22b、22c、22dに対応する、紙面右下、左上、左下の3つのもの(図中、黒色四角)である。これに対して、第2ウエハステージ6bが紙面右側を回って移動してきたときは、エンコーダヘッドは、図7(b)に示すように、反射部24に対向する最も早い位置である紙面右下の位置で原点位置を検出する。そして、このとき使用されるエンコーダヘッドは、3つの位置センサー23a、23b、23dに対応する、紙面右上、右下、左下の3つのもの(図中、黒色四角)である。
First, it is assumed that the wafer stage 6 moves from the
同様に、ウエハステージ6が露光ステーション100から計測ステーション200に移動する場合を想定する。このとき、露光ステーション100から移動してきたウエハステージ6が、計測ステーション200におけるエンコーダヘッド(位置センサー22、23)で計測可能な領域に入ったとき、エンコーダヘッドが原点位置を検出する。ここで、第1ウエハステージ6aが紙面左側を回って移動してきたときは、エンコーダヘッドは、図7(c)に示すように、反射部25に対向する最も早い位置である紙面左上の位置で原点位置を検出する。そして、このとき使用されるエンコーダヘッドは、3つの位置センサー22a、22c、22dに対応する、紙面右上、左上、左下の3つのもの(図中、黒色四角)である。これに対して、第2ウエハステージ6bが紙面右側を回って移動してきたときは、エンコーダヘッドは、図7(d)に示すように、反射部25に対向する最も早い位置である紙面右上の位置で原点位置を検出する。そして、このとき使用されるエンコーダヘッドは、3つの位置センサー23a、23b、23cに対応する、紙面右上、右下、左上の3つのもの(図中、黒色四角)である。
Similarly, it is assumed that the wafer stage 6 moves from the
一方、ウエハステージ6が、ウエハWの交換を行った後に、計測ステーション200においてエンコーダで計測可能な領域に入った時点でも、エンコーダヘッドが原点位置を検出する。この場合、エンコーダヘッドは、図7(e)に示すように、反射部25に対向する最も早い位置である紙面左下の位置で原点位置を検出する。そして、このとき使用されるエンコーダヘッドは、ウエハステージ6の紙面左側または右側を回るもの問わず、3つの位置センサー22b、22c、22d(23b、23c、23d)に対応する、紙面右上、右下、左上の3つのもの(図中、黒色四角)である。
On the other hand, the encoder head detects the origin position even when the wafer stage 6 enters an area that can be measured by the encoder in the
このように、従来の露光装置では、ウエハステージ6の設置数や移動経路などが本実施形態に係る露光装置1と同様であっても、シーケンスによって各ステーション100、200ごとに原点位置を検出する際に使用されるエンコーダヘッドの組合せが異なる。したがって、例えば経時変化により各エンコーダヘッドの相対位置が変わると、各ステーション100、200での原点位置の経時変化量に差が生じ、結果的に露光されたウエハWの品質の低下につながり得ることは、上記のとおりである。
As described above, in the conventional exposure apparatus, even if the number of wafer stages 6 installed and the movement path are the same as those of the exposure apparatus 1 according to the present embodiment, the origin position is detected for each of the
これに対して、本実施形態では、図2(a)に示すように、各反射部24、25は、原点信号を生成するため、すなわちウエハステージ6の原点位置を検出するためのエンコーダヘッドに対する原点位置としての原点パターン26、27を有する。まず、露光ステーション100における反射部24は、6つの原点パターン26a〜26fを有する。具体的には、反射部24aに原点パターン26aが、反射部24bに2つの原点パターン26b、26cが、反射部24cに原点パターン26dが、反射部24dに2つの原点パターン26e、26fが、それぞれ設置されている。このうち、3つの原点パターン26c、26e、26fは、第1ウエハステージ6aが露光ステーション100での観察可能範囲に進入が完了する最も早い位置で、かつ3つの位置センサー22b、22c、22dに1つずつ対向する位置に配置される。一方、他の3つの原点パターン26a、26b、26dは、第2ウエハステージ6bが露光ステーション100での観察可能範囲に進入が完了する最も早い位置で、かつ3つの位置センサー23a、23b、23dに1つずつ対向する位置に配置される。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, each of the
同様に、計測ステーション200における反射部25は、6つの原点パターン27a〜27fを有する。具体的には、反射部25aに原点パターン27aが、反射部25bに2つの原点パターン27b、27cが、反射部25cに原点パターン27dが、反射部25dに2つの原点パターン27e、27fが、それぞれ設置されている。3つの原点パターン27c、27e、27fは、ウエハステージ6が計測ステーション200での観察可能範囲に搬入用ハンド400a側から進入が完了する最も早い位置で、かつ3つの位置センサー23b、23c、23dに1つずつ対向する位置に配置される。一方、他の3つの原点パターン27a、27b、27dは、ウエハステージ6が計測ステーション200での観察可能範囲で搬出用ハンド400bへ退出する最も早い位置で、かつ3つの位置センサー23a、23b、23dに1つずつ対向する位置に配置される。
Similarly, the
このような構成のもと、ウエハステージ6は、露光ステーション100(または計測ステーション200)に移動した後、原点パターン26(または原点パターン27)を検出可能な位置で停止する。そして、エンコーダヘッドは、例えば、回折光によるインクリメンタル信号の強度の変化に影響しない別の信号(原点信号)の強度の変化を利用して、原点パターン26とのXY平面のある方向に関する原点位置を検出する。また、レーザー干渉計は、例えば2つの波長から得られる干渉信号の位相差を利用して、原点パターン26上における反射部24(または反射部25)とのZ軸方向の原点位置を検出する。 With such a configuration, the wafer stage 6 moves to the exposure station 100 (or measurement station 200), and then stops at a position where the origin pattern 26 (or origin pattern 27) can be detected. Then, the encoder head, for example, uses the change in the intensity of another signal (origin signal) that does not affect the change in the intensity of the incremental signal due to the diffracted light to determine the origin position in a certain direction of the XY plane with the origin pattern 26. To detect. In addition, the laser interferometer detects the origin position in the Z-axis direction with respect to the reflection unit 24 (or the reflection unit 25) on the origin pattern 26 by using, for example, the phase difference between interference signals obtained from two wavelengths.
図2(b)は、計測ステーション200に着目し、一例として第2ウエハステージ6bがウエハWを受け取るときの位置に移動したときの状態を示す概略平面図である。このとき、第2ウエハステージ6b上の各位置センサー23a〜23dは、観察可能範囲を外れ各反射部25a〜25dを観測できない。したがって、このときも、第2ウエハステージ6bのエンコーダヘッドおよびレーザー干渉計は、反射部25に対する原点を消失する。ただし、このようにウエハWを受け取るときは、高分解能かつ高精度な位置制御を要しない。そこで、この場合には、第2ウエハステージ6bの位置は、別の計測装置を用いて計測された結果に基づいて制御される。別の計測装置としては、例えば、ステージ定盤21上にスケールが配置された、より低分解能かつ低精度な、エンコーダ、測長距離が長く安価なレーザー干渉計、または静電容量センサーなどがある。そして、第2ウエハステージ6bは、ウエハWの受け取り後、再度計測ステーション200での観察可能範囲に戻り、上記のように原点位置が検出される。
FIG. 2B is a schematic plan view showing the state when the
次に、本実施形態におけるウエハステージ6の原点位置の検出の流れについて、計測ステーション200での第2ウエハステージ6bの原点位置の検出を例として説明する。図4は、計測ステーション200での第2ウエハステージ6bの原点位置の検出の流れを示すフローチャートである。また、図5は、このとき使用される各位置センサー22、23の組合せを説明するための概略平面図である。まず、制御部300は、第2ウエハステージ6bが露光ステーション100にて原点位置の検出を行う際に使用する位置センサー23の組合せ情報を、制御部300内の記憶装置から読み込む(ステップS101)。露光ステーション100での原点位置の検出に使用される位置センサー22、23のそれぞれの組合せは、原点位置の検出が必要となる状況がウエハステージ6の入れ替えのみであり、かつスループットを優先するため、ウエハステージ6ごとに一意に決まる。例えば、第1ウエハステージ6aについては、図5(a)に示すように、位置センサー22bと原点パターン26c、位置センサー22cと原点パターン26f、および位置センサー22dと原点パターン26eにより、同時観察可能な位置で原点位置が検出される。一方、第2ウエハステージ6bについては、図5(b)に示すように、位置センサー23aと原点パターン26a、位置センサー23bと原点パターン26b、および位置センサー23dと原点パターン26dにより、同時観察可能な位置で原点位置が検出される。ここでの例では第2ウエハステージ6bに着目しているので、各位置センサー23a、23b、23dが組合せ情報として読み込まれることになる。
Next, the flow of detection of the origin position of the wafer stage 6 in this embodiment will be described by taking the detection of the origin position of the
次に、制御部300は、ステップS101にて得られた位置センサー23の組合せで原点位置を検出することができる第2ウエハステージ6bの座標位置を決定する(ステップS102)。なお、この座標位置に複数の候補が存在する場合には、所定の条件に従って適切な座標位置を決定する。例えば、現在の第2ウエハステージ6bの位置から最も近い座標位置を、ここでいう適切な座標位置とし得る。ここで、第2ウエハステージ6bにおいて原点位置の検出に使用されるのは、位置センサー23a、23b、23dである。したがって、図5(c)に示すように、位置センサー23aと原点パターン27a、位置センサー23bと原点パターン27b、および位置センサー23dと原点パターン27dにより同時観察可能な位置が、第2ウエハステージ6bの座標位置として決定される。
Next, the
次に、制御部300は、ステージ制御部を介して、第2ウエハステージ6bをステップS102にて決定した座標位置に移動させる(ステップS103)。
Next, the
次に、制御部300は、位置センサー23a、23b、23dを使用して、第2ウエハステージ6bの原点位置(原点パターン27a、27b、27dに対する原点位置)を検出させる(ステップS104)。なお、ここでの第2ウエハステージ6bの原点位置の検出は、第2ウエハステージ6bを停止させた状態で行ってもよいし、第2ウエハステージ6bの移動中で各原点パターン27を通過しているときに、以下のステップS105と併せて行ってもよい。
Next, the
そして、制御部300は、ステップS104にて検出された原点位置を内部の記憶装置に記録する(ステップS105)。以降、制御部300は、第2ウエハステージ6bの移動に際しては、記録した原点位置を反映した位置に移動させることで、高精度な位置決めが可能となる。
Then, the
このように、露光装置1は、まず、ウエハステージ6の原点位置の検出に際し、既存のリニアエンコーダにあるエンコーダヘッドを用いるため、光電センサー等を別途搭載する必要がない。その上で、露光装置1では、一方の処理領域におけるウエハステージ6の原点位置の検出で使用する複数の位置センサー22、23の組合せを、常に他方の処理領域における原点位置の検出で使用された位置センサーの組合せと一致させる。したがって、例えば経時変化に起因して個々のエンコーダヘッド(位置センサー22、23)の相対位置が変わっても、処理領域間の相対的な原点位置の誤差の発生を抑えることができ、高精度な原点位置の検出が可能となる。 Thus, since the exposure apparatus 1 first uses the encoder head in the existing linear encoder when detecting the origin position of the wafer stage 6, it is not necessary to separately install a photoelectric sensor or the like. In addition, in the exposure apparatus 1, a combination of a plurality of position sensors 22 and 23 used for detecting the origin position of the wafer stage 6 in one processing area is always used for detecting the origin position in the other processing area. Match the position sensor combination. Therefore, even if the relative positions of the individual encoder heads (position sensors 22, 23) change due to changes over time, for example, it is possible to suppress the occurrence of an error in the relative origin position between the processing regions. The origin position can be detected.
以上のように、本実施形態によれば、エンコーダの原点検出の点で有利なリソグラフィ装置を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a lithography apparatus that is advantageous in terms of detecting the origin of the encoder.
なお、本実施形態では、ウエハWを交換した後の計測ステーション200での原点位置の検出について説明したが、本発明は、ウエハWの交換以外で、ウエハステージ6が観察可能範囲を外れる場合についても、適用可能である。例えば、図3に示すように各ウエハステージ6a、6bを交互に入れ替えたときの計測ステーション200での原点位置の検出にも適用可能である。
In the present embodiment, the detection of the origin position at the
また、本実施形態では、反射部24、25がそれぞれ鏡筒定盤5に保持され、位置センサー22、23が各ウエハステージ6a、6bに設置されているものとして説明した。これに対して、ウエハステージ6側に反射部24、25が設置され、鏡筒定盤5側に位置センサー22、23が保持される構成でも、本発明は適用可能である。この場合、例えば、原点位置の検出で使用する反射部24、25上の原点パターン26、27の組合せをウエハステージ6a、6bごとに同じ組合せとすることで、上記と同様な効果が得られる。
Further, in the present embodiment, it has been described that the reflecting
また、本実施形態では、原点位置を検出するためのセンサーは、位置センサー22、23であるが、これらとは別に備えられた検出器を使用することも考えられる。例えば、鏡筒定盤5に光源および光電センサーを備え、この光源から照射したビームをウエハステージ6上の四隅に設置されたコーナーキューブミラーで反射させ、その反射光を光電センサーで受光することで原点位置を検出する構成もあり得る。この場合、例えば、原点位置の検出に使用するコーナーキューブミラーの組合せを、ウエハステージ6a、6bごとに同じ組合せとすることで、上記と同様な効果が得られる。 In the present embodiment, the sensors for detecting the origin position are the position sensors 22 and 23, but it is also conceivable to use a detector provided separately from these. For example, the lens barrel surface plate 5 is provided with a light source and a photoelectric sensor, and a beam irradiated from the light source is reflected by corner cube mirrors installed at four corners on the wafer stage 6, and the reflected light is received by the photoelectric sensor. There may be a configuration for detecting the origin position. In this case, for example, the same effect as described above can be obtained by using the same combination of corner cube mirrors for detecting the origin position for each of the wafer stages 6a and 6b.
さらに、本実施形態では、例えば、計測ステーション200でのウエハステージ6の原点位置の検出で使用する位置センサー22、23の組合せを、常に、露光ステーション100で原点位置の検出で使用された位置センサー22、23の組合せにする。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、原点位置の検出にかかる処理時間を考慮し、本実施形態の原点位置の検出動作と、原点位置の検出時間が最も短くなる位置センサー22、23の組合せおよびウエハステージ6の移動座標に基づく検出動作とを適宜切り替える構成としてもよい。
Furthermore, in this embodiment, for example, a combination of the position sensors 22 and 23 used for detecting the origin position of the wafer stage 6 at the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るリソグラフィ装置について説明する。上記の第1実施形態では、反射部24、25の形状(大きさ)が各ステーション100、200ともに均一である。これに対して、本実施形態の特徴は、第1実施形態の場合から反射部24、25の形状を異ならせた点にある。図6は、本実施形態に係る露光装置において、上面側(Z軸方向プラス側)から見た、各ステーション100、200での各反射部24、25の配置と、各ウエハステージ6a、6bの位置とを示す概略平面図である。なお、本実施形態に係る露光装置の各構成要素で、第1実施形態に係る露光装置1の各構成要素に対応するものには、便宜上、同一の符号を付す。図6に示す例では、計測ステーション200にある反射部25のうちの反射部25dが、原点パターン27dのみが配置可能となる大きさとなっている。さらに、反射部25cは、図6(a)に示すように、例えば第2ウエハステージ6b上の各位置センサー23a、23b、23dが原点パターン27a、27b、27dを検出可能な状態で、位置センサー23cが検出可能となる位置に原点パターン27gを有する。すなわち、4つの原点パターン27a、27b、27d、27gは、ウエハステージ6上の4つの位置センサー22(位置センサー23)が同時に観察可能となる配置となっている。
(Second Embodiment)
Next, a lithographic apparatus according to a second embodiment of the invention will be described. In the first embodiment described above, the shapes (sizes) of the reflecting
この場合、第1実施形態における図4のステップS102で決定されるウエハステージ6の座標位置は、本実施形態では、ウエハステージ6a、6bともに、図6(b)に示す位置となる。ただし、ステップS101にて読み込まれる位置センサー23の組合せ情報は、ウエハステージ6a、6bごとに異なる。そこで、例えば、第1ウエハステージ6aの原点位置の検出は、各位置センサー22b、22c、22dがそれぞれ原点パターン27b、27d、27gを同時に観察して行う。一方、第2ウエハステージ6bの原点位置の検出は、各位置センサー23a、23b、23dがそれぞれ原点パターン27a、27b、27dを同時に観察して行う。このように、本実施形態によれば、反射部24、25の形状が全体的に均一でなくても、第1実施形態と同様の効果を奏する。
In this case, the coordinate position of the wafer stage 6 determined in step S102 of FIG. 4 in the first embodiment is the position shown in FIG. 6B for both the wafer stages 6a and 6b in this embodiment. However, the combination information of the position sensor 23 read in step S101 is different for each of the wafer stages 6a and 6b. Therefore, for example, the position of the origin of the
なお、上記説明では、2つのウエハステージ6a、6bを備えたツインステージ型の露光装置を例示したが、本発明はそれに限らない。例えば、2つ以上の複数のウエハステージを備えた、いわゆるマルチステージ型の露光装置にも適用可能であるし、または、処理領域は複数としつつ、1つのウエハステージがその間を移動するような露光装置にも適用可能である。
In the above description, the twin-stage type exposure apparatus including the two
また、上記説明では、リソグラフィ装置として露光装置を例示したが、本発明はそれに限らない。例えば、リソグラフィ装置は、電子線のような荷電粒子線で基板(基板上の感光剤)に描画を行う描画装置であってもよいし、または、型を用いて基板上のインプリント材を成形(成型)して基板上にパターンを形成するインプリント装置であってもよい。この場合、パターンを形成する形成部として、第1の領域は、露光ステーションではなく描画ステーションまたはインプリントステーションに変更される。一方、上記説明では、第2の領域をウエハWを計測する計測部としての計測ステーションとしているが、パターン形成処理および計測処理以外の他の処理を実施する処理部としても構わない。 In the above description, the exposure apparatus is exemplified as the lithography apparatus, but the present invention is not limited thereto. For example, the lithography apparatus may be a drawing apparatus that performs drawing on a substrate (photosensitive agent on the substrate) with a charged particle beam such as an electron beam, or an imprint material on the substrate is formed using a mold. It may be an imprint apparatus that forms (forms) a pattern on a substrate. In this case, the first area is changed not to the exposure station but to the drawing station or the imprint station as a forming part for forming the pattern. On the other hand, in the above description, the second area is a measurement station as a measurement unit that measures the wafer W, but may be a processing unit that performs processes other than the pattern formation process and the measurement process.
(物品の製造方法)
一実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。当該製造方法は、物体(例えば、感光剤を表面に有する基板)上に上記のリソグラフィ装置を用いてパターン(例えば潜像パターン)を形成する工程と、該工程でパターンを形成された物体を処理する工程(例えば、現像工程)とを含み得る。さらに、該製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど)を含み得る。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
(Product manufacturing method)
The method for manufacturing an article according to an embodiment is suitable for manufacturing an article such as a micro device such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The manufacturing method includes a step of forming a pattern (for example, a latent image pattern) on an object (for example, a substrate having a photosensitive agent on the surface) by using the above-described lithography apparatus, and a processing of the object on which the pattern is formed in the step. (For example, a development step). Further, the manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形または変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation or change is possible within the range of the summary.
1 露光装置
6 ウエハステージ
22 位置センサー
23 位置センサー
24 反射部
25 反射部
26 原点パターン
27 原点パターン
100 露光ステーション
200 計測ステーション
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 6 Wafer stage 22 Position sensor 23
Claims (5)
前記基板を保持して可動のステージと、
原点パターンを含むスケールと、該スケールからの信号を検出する複数の検出部とを含み、かつ前記スケールおよび前記複数の検出部のうちの一方が前記ステージに設けられて前記ステージの位置を計測するためのエンコーダと、
前記ステージの可動範囲に含まれる第1範囲および第2範囲のそれぞれに関して、前記複数の検出部のうち一部の複数の検出部のそれぞれにより、それに対応する前記原点パターンからの信号を検出することにより、前記エンコーダの原点検出が行われ、かつ前記第1範囲に関して前記原点検出に用いる複数の検出部の組合せと前記第2範囲に関して前記原点検出に用いる複数の検出部の組合せとが一致するように前記ステージの動作と前記エンコーダの動作とを制御する制御部と、
を有することを特徴とするリソグラフィ装置。 A lithographic apparatus for forming a pattern on a substrate,
A movable stage holding the substrate;
A scale including an origin pattern; and a plurality of detectors for detecting signals from the scale, and one of the scale and the plurality of detectors is provided on the stage to measure the position of the stage An encoder for
For each of the first range and the second range included in the movable range of the stage, a signal from the origin pattern corresponding thereto is detected by each of a part of the plurality of detection units. Thus, the origin detection of the encoder is performed, and the combination of the plurality of detection units used for the origin detection with respect to the first range matches the combination of the plurality of detection units used for the origin detection with respect to the second range. A control unit for controlling the operation of the stage and the operation of the encoder;
A lithographic apparatus comprising:
前記第2範囲は、前記第1範囲で行われる処理とは異なる処理を前記基板に関して行う範囲であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のリソグラフィ装置。 The first range is a range for performing a process of forming the pattern on the substrate;
The lithographic apparatus according to claim 1, wherein the second range is a range in which a process different from the process performed in the first range is performed on the substrate.
前記工程で前記パターンを形成された基板を処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
Forming a pattern on a substrate using the lithographic apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Processing the substrate on which the pattern is formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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