JP5115859B2 - パターン形成装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
Claims (61)
- エネルギビームにより光学系を介して物体上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記物体を保持して第1軸及びこれと交差する第2軸を含む所定の平面内で移動する第1移動体と、
前記平面内で前記第1移動体とは独立に移動する第2移動体と、
前記第1移動体にその一部が設けられるとともに前記第2移動体に残りの一部が設けられ、前記光学系を介して形成されるマークの空間像を計測する空間像計測装置と、を備えるパターン形成装置。 - 請求項1に記載のパターン形成装置において、
前記空間像計測装置は、前記第1移動体と前記第2移動体とが近接する第1の状態と、前記第1移動体と前記第2移動体とが接触する第2の状態との少なくとも一方の状態で、前記計測を行うパターン形成装置。 - 請求項1又は2に記載のパターン形成装置において、
前記空間像計測装置は、前記第1移動体に設けられる計測用パターン及び光学部材と、前記第2移動体に設けられる受光系とを有し、前記計測用パターン及び前記光学系を介して前記空間像を前記受光系で検出するパターン形成装置。 - 請求項3に記載のパターン形成装置において、
前記第1移動体は、前記計測用パターン及び前記光学系が各一対設けられ、
前記第2移動体は、前記一対の計測用パターン及び光学系に対応する一対の受光系が設けられるパターン形成装置。 - 請求項4に記載のパターン形成装置において、
前記第1移動体は、前記一対の計測用パターンと所定の位置関係で基準マークが設けられるパターン形成装置。 - 請求項5に記載のパターン形成装置において、
前記一対の計測用パターンは、前記第2軸に平行な方向に関して離れて前記第1移動体の一面に配置され、前記基準マークは、前記一対の計測用パターンの間で、且つ前記第1移動体の一面における前記第1軸と平行な中心軸上に配置されているパターン形成装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記第1移動体の前記平面内の位置情報を計測する位置計測系をさらに備えるパターン形成装置。 - 請求項7に記載のパターン形成装置において、
前記位置計測系は、
前記第1軸に平行な方向を周期方向とする格子を有し、前記第1移動体上に配置された第1格子部と、前記第2軸に平行な方向を周期方向とする格子を有し、前記第1移動体上に配置された第2格子部と、前記第2軸に平行な方向に関して位置が異なる複数の第1ヘッドを有し、前記第1格子部と対向する第1ヘッドによって前記第1移動体の前記第1軸に平行な方向の位置情報を計測する第1軸エンコーダと、前記第1軸に平行な方向に関して位置が異なる複数の第2ヘッドを有し、前記第2格子部と対向する第2ヘッドによって前記第1移動体の前記第2軸に平行な方向の位置情報を計測する第2軸エンコーダと、を含むパターン形成装置。 - 請求項8に記載のパターン形成装置において、
前記第1格子部と前記第2格子部との少なくとも一方は、前記第1移動体上で前記格子の周期方向と交差する方向に所定間隔を隔てて一対配置されているパターン形成装置。 - 請求項8又は9に記載のパターン形成装置において、
前記複数の第1ヘッドは、前記光学系を中心として対称に配置され、前記複数の第2ヘッドは、前記光学系を中心として対称に配置されているパターン形成装置。 - 請求項8〜10のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記第1移動体の前記第1軸に平行な方向への移動に伴って、前記複数の第2ヘッド間において計測値の引継ぎを行い、前記第1移動体の前記第2軸に平行な方向への移動に伴って、前記複数の第1ヘッド間において計測値の引継ぎを行う制御装置をさらに備えるパターン形成装置。 - 請求項8〜11のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記複数の第1ヘッドは、前記光学系の中心を通り且つ前記第2軸に平行な軸上に配置され、
前記複数の第2ヘッドは、前記光学系の中心を通り且つ前記第1軸に平行な軸上に配置されているパターン形成装置。 - 請求項12に記載のパターン形成装置において、
前記複数の第1ヘッドのうち最も内側に位置する第1ヘッド、及び前記複数の第2ヘッドのうち最も内側に位置する第2ヘッドの少なくとも一方は、前記光学系に固定されているパターン形成装置。 - 請求項8〜13のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記第1格子部及び前記第2格子部の全てが、前記第1移動体の上面に直接形成されているパターン形成装置。 - 請求項8〜14のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記第2移動体は、前記複数の第1ヘッドのうちの2つの第1ヘッドから検出光が照射される一対の基準格子が形成された基準部材を備え、
前記基準部材は、前記第2移動体にキネマティックに支持されているパターン形成装置。 - 請求項1〜15のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記第1及び第2移動体の少なくとも一方が、前記光学系に対向しているとき、前記光学系とこれに対向する前記少なくとも一方の移動体との間に液体を供給して液浸領域を形成する液浸装置をさらに備えるパターン形成装置。 - 請求項16に記載のパターン形成装置において、
前記第1軸と前記第2軸とは互いに直交しており、
前記液浸装置は、前記第1軸に平行な軸に関して対称に配置された液体供給配管と、液体回収配管とを有し、且つ両配管は前記対称軸と45°で交差する方向にそれぞれ延びるパターン形成装置。 - 請求項16又は17に記載のパターン形成装置において、
前記第1移動体の上面には、前記物体の載置領域の近傍の第1撥液領域と、該第1撥液領域の周囲に配置され、前記第1撥液領域に比べて前記エネルギビームに対する耐性が劣る第2撥液領域とが形成されているパターン形成装置。 - 請求項18に記載のパターン形成装置において、
前記第1移動体の上面の前記物体の載置領域の周囲に設けられた撥液板をさらに備え、該撥液板上面に前記第1撥液領域と前記第2撥液領域とが形成されているパターン形成装置。 - 請求項19に記載のパターン形成装置において、
前記撥液板の上面に、前記第1格子部及び前記第2格子部の全てが形成されているパターン形成装置。 - 請求項1〜20のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記第1移動体と第2移動体の一方に設けられ、一軸方向からの衝撃を緩和する緩衝装置と、該緩衝装置と接触可能で、前記他方の移動体に形成され、前記緩衝装置の先端部の少なくとも一部が浸入可能な開口を開閉するシャッタとを有し、該シャッタが閉じているとき、前記2つの移動体同士が所定距離よりも接近するのを阻止するストッパ機構と、
前記シャッタを駆動する駆動装置と、を備え、
前記第1移動体と第2移動体とが接近する方向に、少なくとも一方の移動体が移動中に、前記駆動装置は、前記シャッタを開く動作を開始するパターン形成装置。 - 請求項21に記載のパターン形成装置において、
前記駆動装置は、物体上の異なる領域が順次露光される際に、最終の領域が露光される前に前記シャッタを開く動作を開始するパターン形成装置。 - 請求項1〜22のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記第2移動体には、複数種類のセンサが、その中心を通る、前記第1移動体と第2移動体とが接近又は離間する方向の直線上に配置されているパターン形成装置。 - 光学系を介してエネルギビームで物体を露光する露光装置であって、
所定の平面内で独立に可動な第1及び第2移動体と、
前記第1及び第2移動体に第1及び第2部材がそれぞれ設けられ、前記第1及び第2部材を介して前記エネルギビームを検出する検出装置と、を備える露光装置。 - 請求項24に記載の露光装置において、
前記検出時、前記第1移動体が前記光学系に対向して配置され、前記光学系からのエネルギビームは、前記第1移動体の第1部材を介して前記第2移動体の第2部材に導かれる露光装置。 - 請求項24又は25に記載の露光装置において、
前記第1及び第2移動体のうち前記第1移動体は、前記物体を保持可能である露光装置。 - 請求項26に記載の露光装置において、
前記第2移動体は、前記第2部材とは別に、前記露光と異なる動作で用いられる計測部材を有する露光装置。 - 請求項27に記載の露光装置において、
前記計測部材はその少なくとも一部が前記平面とほぼ平行な前記第2移動体の一面に設けられる露光装置。 - 請求項24〜28のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第1部材はその一部が前記平面とほぼ平行な前記第1移動体の一面に設けられる露光装置。 - 請求項24〜29のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記検出装置は、前記光学系を介して形成されるパターン像を計測する露光装置。 - 請求項30に記載の露光装置において、
前記第1部材は、前記光学系に対向して配置される開口パターンを含み、前記検出装置は、前記開口パターンを介して前記パターン像を計測する露光装置。 - 請求項24〜31のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第1移動体の位置情報を計測する第1計測装置と第2移動体の位置情報を計測する第2計測装置とを含み、前記第1計測装置は前記第2計測装置に比べて計測値の短期安定性が優れる計測システムをさらに備える露光装置。 - 請求項24〜32のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第1移動体は、前記平面内で前記物体を保持して第1及び第2方向に移動するとともに、前記第1方向に格子が周期的に配列される第1格子部が設けられ、
前記第1計測装置は、前記第2方向に関して前記第1格子部の幅より広い検出範囲を有する第1ヘッドユニットによって前記第1移動体の前記第1方向の位置情報を計測するエンコーダシステムを含む露光装置。 - 請求項33に記載の露光装置において、
前記第1格子部は、前記第2方向に関して前記物体を挟んで一対設けられ、
前記第1ヘッドユニットは、前記第2方向に関して前記エネルギビームの照射位置の両側にそれぞれ前記検出範囲を有する露光装置。 - 請求項34に記載の露光装置において、
前記第1ヘッドユニットは、前記第2方向に関して前記検出範囲が前記第1格子部の幅と同程度以上離れている露光装置。 - 請求項33〜35のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第1ヘッドユニットは、前記第2方向に関して位置が異なる複数の第1ヘッドを有し、前記エンコーダシステムは、前記検出範囲内で前記第1格子部と対向する第1ヘッドによって前記第1移動体の前記第1方向の位置情報を計測する露光装置。 - 請求項36に記載の露光装置において、
前記複数の第1ヘッドは、前記第2方向に関して前記第1格子部の幅よりも狭い間隔で配置される露光装置。 - 請求項33〜37のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第1移動体は、前記第2方向に格子が周期的に配列される第2格子部が設けられ、
前記エンコーダシステムは、前記第1方向に関して前記第2格子部の幅より広い検出範囲を有する第2ヘッドユニットによって前記第1移動体の前記第2方向の位置情報を計測する露光装置。 - 請求項38に記載の露光装置において、
前記第2格子部は、前記第1方向に関して前記物体を挟んで一対設けられ、
前記第2ヘッドユニットは、前記第1方向に関して前記エネルギビームの照射位置の両側にそれぞれ前記検出範囲を有する露光装置。 - 請求項38又は39に記載の露光装置において、
前記第2ヘッドユニットは、前記第1方向に関して位置が異なる複数の第2ヘッドを有し、前記エンコーダシステムは、前記検出範囲内で前記第2格子部と対向する第2ヘッドによって前記第1移動体の前記第2方向の位置情報を計測する露光装置。 - 請求項33〜40のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記エンコーダシステムによって計測される位置情報は、少なくとも前記物体の露光動作で用いられる露光装置。 - 請求項33〜41のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記エンコーダシステムによって計測される位置情報は、少なくとも前記物体のマークの検出動作で用いられる露光装置。 - 請求項24〜32のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第1移動体は、前記平面内で前記物体を保持して第1及び第2方向に移動し、それぞれ前記第1方向に格子が周期的に配列される一対の第1格子部が前記第2方向に関して前記物体を挟んで設けられるとともに、それぞれ前記第2方向に格子が周期的に配列される一対の第2格子部が前記第1方向に関して前記物体を挟んで設けられ、
前記第2方向に関して位置が異なり、かつ前記一対の第1格子部と異なる2つが対向する複数の第1ヘッドによって前記第1移動体の前記第1方向の位置情報を計測するとともに、前記第1方向に関して位置が異なり、かつ前記一対の第2格子部と異なる2つが対向する複数の第2ヘッドによって前記第1移動体の前記第2方向の位置情報を計測するエンコーダシステムを含む計測システムをさらに備える露光装置。 - 請求項43に記載の露光装置において、
前記複数の第1ヘッドは、前記第2方向に関して前記第1格子部の幅よりも狭い間隔で配置され、前記複数の第2ヘッドは、前記第1方向に関して前記第2格子部の幅よりも狭い間隔で配置される露光装置。 - 請求項33〜44のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第2計測装置は、前記第2移動体の位置情報を計測する干渉計を含む露光装置。 - 請求項33〜45のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第1計測装置は、前記第1移動体の位置情報を計測する干渉計システムを含み、前記干渉計システムによる前記第1移動体の位置情報の計測方向は、前記エンコーダシステムによる前記第1移動体の位置情報の計測方向と異なる方向を含む露光装置。 - 請求項46に記載の露光装置において、
前記干渉計システムは、前記平面内の方向と異なる方向に関して前記第1移動体の位置情報を計測する露光装置。 - 請求項46又は47に記載の露光装置において、
前記干渉計システムは、前記エンコーダシステムによる前記第1移動体の位置情報の少なくとも1つの計測方向に関して前記第1移動体の位置情報を計測する露光装置。 - 請求項46〜48のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記干渉計システムによって計測される位置情報を含む前記第1計測装置の計測情報に基づいて前記第1移動体の移動を制御する制御装置をさらに備える露光装置。 - 請求項49に記載の露光装置において、
前記計測情報は、前記エンコーダシステムによる前記第1移動体の位置情報の計測方向と異なる方向に関する、前記干渉計システムによる前記第1移動体の位置情報を含む露光装置。 - 請求項24〜50のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記物体が対向して配置され、前記エネルギビームを射出する光学部材と、
前記光学部材と前記物体の間を液体で満たして液浸領域を形成する液浸システムと、をさらに備え、
前記液浸領域は、前記第1移動体との交換で前記光学部材と対向して配置される前記第2移動体との間に維持される露光装置。 - 請求項24〜51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。 - 光学系を介してエネルギビームで物体を露光する露光方法であって、
所定の平面内で独立に可動な第1及び第2移動体に、第1及び第2部材がそれぞれ設けられた検出装置を用い、前記第1及び第2部材を介して前記エネルギビームを検出することを含む露光方法。 - 請求項53に記載の露光方法において、
前記検出時、前記第1移動体が前記光学系に対向して配置され、前記光学系からのエネルギビームは、前記第1移動体の第1部材を介して前記第2移動体の第2部材に導かれる露光方法。 - 請求項53又は54に記載の露光方法において、
前記第1及び第2移動体のうち前記第1移動体は、前記物体を保持可能である露光方法。 - 請求項55に記載の露光方法において、
前記第2移動体は、前記第2部材とは別に、前記露光と異なる動作で用いられる計測部材を有する露光方法。 - 請求項56に記載の露光方法において、
前記計測部材はその少なくとも一部が前記平面とほぼ平行な前記第2移動体の一面に設けられる露光方法。 - 請求項53〜57のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記第1部材はその一部が前記平面とほぼ平行な前記第1移動体の一面に設けられる露光方法。 - 請求項53〜58のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記検出装置を用いて、前記光学系を介して形成されるパターン像を計測する露光方法。 - 請求項59に記載の露光方法において、
前記第1部材は、前記光学系に対向して配置される開口パターンを含み、前記パターン像は前記開口パターンを介して計測される露光方法。 - 請求項53〜60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。
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