JP5305146B2 - Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents
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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(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露光方法、並びに該露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method, and more particularly to an exposure apparatus and an exposure method used in a lithography process for manufacturing a semiconductor element (such as an integrated circuit) and a liquid crystal display element, and the exposure method. The present invention relates to a device manufacturing method to be used.
従来、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、主として、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))などが用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as semiconductor elements (integrated circuits, etc.), liquid crystal display elements, etc., step-and-repeat projection exposure apparatuses (so-called steppers), step-and- A scanning projection exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is used.
これらの露光装置では、照明光が、レチクル(又はマスク)及び投影光学系を介して、感光剤(レジスト)が塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上に投射されることによって、レチクルに形成されたパターン(の縮小像)がウエハ上の複数のショット領域に逐次転写される。 In these exposure apparatuses, illumination light is projected onto a wafer (or glass plate or the like) coated with a photosensitive agent (resist) via a reticle (or mask) and a projection optical system, thereby forming on the reticle. The formed pattern (a reduced image thereof) is sequentially transferred to a plurality of shot areas on the wafer.
本発明は、上述の事情の下でなされたものであり、第1の観点からすると、複数のマスクと1つの共通の光学系とを用いて前記複数のマスクに形成されたパターンを物体上に転写する走査露光方式の露光装置であって、前記複数のマスクのうちの第1マスクを保持して、所定平面内の走査方向に延びる第1直線経路を含む閉じた経路に沿って周回移動可能な第1移動体と;前記複数のマスクのうちの前記第1マスクとは別の第2マスクを保持して、前記走査方向に延びる第2直線経路を含む閉じた経路に沿って周回移動可能な第2移動体と;前記物体を保持して、少なくとも前記走査方向に移動可能な第3移動体と;前記第1移動体及び前記第2移動体に対して共通に設けられた光学系と;前記第1及び第2移動体を前記走査方向の一向きに交互に駆動すると同時に前記第3移動体を前記走査方向に駆動して、前記第1及び第2移動体がそれぞれ保持する前記第1及び第2マスクに形成されたパターンを交互に、前記光学系を介して、前記第3移動体が保持する前記物体上の前記走査方向に配列された複数の区画領域に連続して転写するパターン転写装置と;を備える露光装置である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, a pattern formed on the plurality of masks using a plurality of masks and one common optical system on the object. A scanning exposure type exposure apparatus for transferring, wherein the first mask of the plurality of masks is held and can be moved around along a closed path including a first straight path extending in a scanning direction within a predetermined plane. A first movable body; and a second mask different from the first mask among the plurality of masks is held, and can move around along a closed path including a second linear path extending in the scanning direction. A second moving body; a third moving body that holds the object and is movable at least in the scanning direction; and an optical system that is provided in common to the first moving body and the second moving body. ; said first and second moving body to an orientation of the scanning direction Each other and simultaneously driven is driven the third moving body to the scanning direction, alternately the first and the pattern formed on the second mask wherein the first and second moving body holds each said optical system And a pattern transfer device that continuously transfers to a plurality of partitioned regions arranged in the scanning direction on the object held by the third moving body.
これによれば、それぞれマスクを保持する第1及び第2移動体が走査方向の一向きに交互に駆動されると同時に物体を保持する第3移動体が走査方向に駆動されることにより、マスクに形成されたパターンが、共通の光学系を介して、物体上の走査方向に配列された複数の区画領域に連続して転写される。ここで、第1の駆動体は、第1直線経路を含む経路に沿って周回移動し、第2駆動体は、第2直線経路を含む経路に沿って周回移動する。従って、第1及び第2マスクに形成されたパターンを交互に連続して物体上に転写することができ、それにより、全ての区画領域にパターンを転写するのに要する時間、すなわち露光工程に要する時間を短縮することができ、その結果、スループットの向上が可能となる。 According to this, the first and second moving bodies that respectively hold the mask are alternately driven in one direction in the scanning direction , and at the same time, the third moving body that holds the object is driven in the scanning direction. The pattern formed in the above is continuously transferred to a plurality of partitioned areas arranged in the scanning direction on the object through a common optical system. Here, the first driving body moves around along the path including the first straight path, and the second driving body moves around along the path including the second straight path. Therefore, the patterns formed on the first and second masks can be alternately and continuously transferred onto the object, thereby requiring the time required to transfer the pattern to all the divided areas, that is, the exposure process. Time can be shortened, and as a result, throughput can be improved.
本発明は、第2の観点からすると、複数のマスクと1つの共通の光学系を用いて前記複数のマスクに形成されたパターンを物体上に転写する走査露光方式の露光方法であって、前記複数のマスクのうちの第1マスクを保持して所定平面内の走査方向に延びる第1直線経路を含む閉じた経路に沿って周回移動可能な第1移動体と、前記複数のマスクのうちの前記第1マスクとは別の第2マスクを保持して前記走査方向に延びる第2直線経路を含む閉じた経路に沿って周回移動可能な第2移動体と、を前記走査方向の一向きに交互に駆動すると同時に、前記物体を保持する第3移動体を前記走査方向に駆動して、前記第1及び第2移動体がそれぞれ保持する前記第1及び第2マスクに形成されたパターンを交互に、前記共通の光学系を介して、前記第3移動体が保持する前記物体上の前記走査方向に配列された複数の区画領域に連続して転写する露光方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a scanning exposure method exposure method for transferring a pattern formed on the plurality of masks onto an object using a plurality of masks and one common optical system, A first moving body capable of revolving along a closed path including a first straight path that holds a first mask of the plurality of masks and extends in a scanning direction within a predetermined plane; and of the plurality of masks A second moving body that holds a second mask different from the first mask and is capable of revolving along a closed path including a second linear path extending in the scanning direction ; and simultaneously driven alternately, alternately drives the third movable body that holds the object in the scanning direction, said first and second moving body is formed in the first and second mask respectively holding pattern to, via the common optical system, before Third moving body is an exposure method for transferring in succession into a plurality of divided areas which are arranged the scanning direction on the object to be held.
これによれば、それぞれマスクを保持する第1及び第2移動体が走査方向の一向きに交互に駆動されると同時に物体を保持する第3移動体が走査方向に駆動されることにより、マスクに形成されたパターンが、共通の光学系を介して、物体上の走査方向に配列された複数の区画領域に連続して転写される。ここで、第1の駆動体は、第1直線経路を含む経路に沿って周回移動し、第2駆動体は、第2直線経路を含む経路に沿って周回移動する。従って、第1及び第2マスクに形成されたパターンを交互に連続して物体上に転写することができ、それにより、全ての区画領域にパターンを転写するのに要する時間、すなわち露光工程に要する時間を短縮することができ、その結果、スループットの向上が可能となる。 According to this, the first and second moving bodies that respectively hold the mask are alternately driven in one direction in the scanning direction , and at the same time, the third moving body that holds the object is driven in the scanning direction. The pattern formed in the above is continuously transferred to a plurality of partitioned areas arranged in the scanning direction on the object through a common optical system. Here, the first driving body moves around along the path including the first straight path, and the second driving body moves around along the path including the second straight path. Therefore, the patterns formed on the first and second masks can be alternately and continuously transferred onto the object, thereby requiring the time required to transfer the pattern to all the divided areas, that is, the exposure process. Time can be shortened, and as a result, throughput can be improved.
本発明は、第3の観点からすると、本発明の露光方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と;前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と;を含むデバイス製造方法である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: a step of forming a pattern on an object using the exposure method of the present invention; and a step of processing the object on which the pattern is formed. It is.
以下、本発明の一実施形態を、図1〜図8を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、本実施形態に係る露光装置100の概略的な構成が示されている。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(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an
露光装置100は、第1及び第2照明系IOP1,IOP2、レチクルR11,R12,R21,R22をそれぞれ保持するレチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22(レチクルR12,及びレチクルステージRST12は、図3(A)参照。レチクルR22は、図5(A)参照。レチクルステージRST22は、図示省略)、レチクルステージRST11,RST12及びRST21,RST22をそれぞれ駆動する第1及び第2レチクルステージ駆動系221,222(図1では不図示、図2参照)、レチクルR11,R12,R21,R22に形成されたパターンをウエハW上に投影する投影ユニットPU、ウエハWを保持するウエハステージWST、ウエハステージWSTを駆動するウエハステージ駆動系24(図1では不図示、図2参照)、及びこれらの制御系等を備えている。以下では、各レチクルとウエハWとが露光のため相対走査される方向をY軸方向とし、水平面内でこれに直交する方向をX軸方向、X軸及びY軸方向に直交する方向をZ軸方向として説明を行う。
The
第1及び第2照明系IOP1,IOP2は、X軸方向に離間して配置されている。第1及び第2照明系IOP1,IOP2は、例えば、ArFエキシマレーザ(波長193nm)(又はKrFエキシマレーザ(波長248nm)など)から成る光源、及び光源に送光光学系を介して接続された照明光学系を含む。照明光学系は、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、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、レチクルブラインド等(いずれも不図示)を含み、それらを用いて光源から射出されたレーザビームを整形する。整形されたレーザビームを、照明光IL1,IL2として、レチクル上でX軸方向(図1における紙面内左右方向)に細長く伸びるスリット状の照明領域IAR1,IAR2にほぼ均一な照度で照射する。なお、図1では、第1及び第2照明系IOP1,IOP2から射出された照明光IL1,IL2が、それぞれ、レチクルR11,R21上の照明領域IAR1,IAR2に照射されている。照明領域IAR1,IAR2(すなわち光軸AX1,AX2)は、例えば図5(A)及び図5(B)に示されるように、Y軸方向に関する位置が異なっており、後述する投影光学系PLの中心軸AXに対して、照明領域IAR1(光軸AX1)は+Y側、照明領域IAR2(光軸AX2)は−Y側にそれぞれ配置される。
The first and second illumination systems IOP 1 and IOP 2 are arranged apart from each other in the X-axis direction. The first and second illumination systems IOP 1 and IOP 2 are connected to a light source composed of, for example, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) (or KrF excimer laser (wavelength 248 nm)) and the light source via a light transmission optical system. Including illumination optics. The illumination optical system includes, for example, an illumination uniformizing optical system including an optical integrator, a beam splitter, a reticle blind, and the like (all not shown) as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2003/0025890. Using these, the laser beam emitted from the light source is shaped. The shaped laser beam, as
レチクルステージRST11,RST12及びRST21,RST22は、それぞれ、第1及び第2照明系IOP1,IOP2の下方に配置されている。なお、図1では、レチクルステージRST12,RST22を省略している。ここで、レチクルステージRST11,RST12及びRST21,RST22は、それぞれ、第1及び第2ステージ組を構成する。各レチクルステージRSTijには、パターンが形成されたレチクルRijが載置されている。第1及び第2ステージ組に含まれるレチクルステージRST11,RST12及びRST21,RST22は、それぞれ、後述する第1及び第2レチクルステージ駆動系221,222により、駆動可能に構成されている。 Reticle stages RST 11 , RST 12 and RST 21 , RST 22 are arranged below first and second illumination systems IOP 1 , IOP 2 , respectively. In FIG. 1, reticle stages RST 12 and RST 22 are omitted. Here, reticle stages RST 11 , RST 12 and RST 21 , RST 22 constitute first and second stage groups, respectively. A reticle R ij on which a pattern is formed is placed on each reticle stage RST ij . Reticle stages RST 11 , RST 12 and RST 21 , RST 22 included in the first and second stage groups are configured to be drivable by first and second reticle stage drive systems 22 1 , 22 2 described later, respectively. ing.
図3(A)及び図3(B)には、第1レチクル駆動系221の第1の構成例が示されている。図3(A)には、第1レチクル駆動系221の平面図が示され、図3(B)には、図3(A)中のB−B’線断面図が一部省略して示されている。レチクルステージRST11,RST12は、エアベアリング等を介して、レチクルステージ定盤(以下、定盤と略述する)RB上に支持されている。レチクルステージRST11,RST12には、それぞれレチクルR11,R12が載置されている。なお、図1においては、定盤RBは、図示が省略されている。 In FIGS. 3 (A) and 3 (B) is a first configuration example of the first reticle drive system 22 1 is shown. FIG. 3 (A), a plan view of the first reticle drive system 22 1 is shown, in FIG. 3 (B), B-B ' line cross-sectional view in FIG. 3 (A) is partially omitted It is shown. Reticle stage RST 11, RST 12 via an air bearing or the like, a reticle stage base (hereinafter, shortly referred to as platen) being supported on R B. Reticles R 11 and R 12 are mounted on reticle stages RST 11 and RST 12 , respectively. In FIG. 1, the surface plate R B are not shown.
図3(A)に示される定盤RBの領域ACには、図3(B)に示されるように、固定子RCが内部に埋め込まれている。固定子RCは、定盤RBの内部に所定の位置関係で配列された複数の電機子コイルを含む電機子ユニット(コイルユニット)から構成される。複数の電機子コイルは、非磁性体材料から成る平板状部材によってカバーされている。平板状部材は定盤RBの上面を構成し、この上面がレチクルステージRST11,RST12の移動面となっている。一方、レチクルステージRST11(RST12)の底部には、複数の永久磁石を含む磁石ユニットから成る可動子RMが定盤RBに対向して設けられている。 In the area A C of the platen R B shown in FIG. 3 (A), as shown in FIG. 3 (B), the stator R C is embedded inside. The stator R C is composed of an armature unit (coil unit) including a plurality of armature coils arranged in a predetermined positional relation inside the platen R B. The plurality of armature coils are covered with a flat plate member made of a non-magnetic material. Plate member constitutes the upper surface of the platen R B, this upper surface is a moving surface of the reticle stage RST 11, RST 12. On the other hand, the bottom of the reticle stage RST 11 (RST 12), the movable element R M consisting of the magnet unit including a plurality of permanent magnets is provided opposite to the platen R B.
定盤RBに設けられた固定子RCとレチクルステージRST11,RST12に設けられた可動子RMとにより、ムービングマグネット型の平面モータが構成される。この平面モータにより、レチクルステージRST11,RST12は、図3(A)中に示される長丸状の経路L1に沿って、定盤RB上を駆動される。 The surface plate R stator R C and the reticle stage RST 11 provided in the B, the movable element provided on the RST 12 R M, moving-magnet planar motor is configured. The planar motor, the reticle stage RST 11, RST 12 along the elliptically path L 1 shown in FIG. 3 (A), the driven the upper platen R B.
図4(A)及び図4(B)には、第1レチクル駆動系221の第2の構成例が示されている。図4(A)には、第1レチクル駆動系221の平面図が示され、図4(B)には、図4(A)中のB−B’線断面図が一部省略して示されている。レチクルステージRST11,RST12は、図4(B)に示されるように、それぞれレチクルR11,R12を、不図示の保持機構を介して中央部に形成された不図示の開口内に保持している。 In FIGS. 4 (A) and FIG. 4 (B), a second configuration example of the first reticle drive system 22 1 is shown. FIG. 4 (A), a plan view of the first reticle drive system 22 1 is shown, in FIG. 4 (B), B-B ' line cross-sectional view in FIG. 4 (A) is partially omitted It is shown. As shown in FIG. 4B, the reticle stages RST 11 and RST 12 hold the reticles R 11 and R 12 in openings (not shown) formed in the central portion via a holding mechanism (not shown), respectively. doing.
第2の構成例では、防振システム(不図示)上に、エアベアリング等を介して定盤RCMが支持されている。定盤RCMは、2つの定盤(上定盤と下定盤)をZ軸方向に一定の離間距離を隔てて平行に重ね、それらの周縁を固定することによって構成されている。定盤RCMの上定盤と下定盤との間で、レチクルステージRST11,RST12が駆動される。この場合、定盤RCMは、レチクルステージRST11,RST12の駆動に伴う反力により、レチクルステージRST11,RST12と反対方向に移動して、その反力を吸収するカウンターマスの役割を果たす。 In the second configuration example, on vibration isolation system (not shown), plate R CM is supported via an air bearing or the like. Plate R CM is a two platen (upper platen and lower platen) superposed in parallel at regular distance in the Z axis direction, and is configured by fixing their periphery. The reticle stages RST 11 and RST 12 are driven between the upper and lower surface plates of the surface plate R CM . In this case, the platen R CM is the reaction force caused by the driving of the reticle stage RST 11, RST 12, moves in the opposite direction to the reticle stage RST 11, RST 12, the role of the counter mass to absorb the reaction force Fulfill.
図4(A)に示される定盤RCMの領域AC部分には、図4(B)に示されるように、定盤RCMを構成する上定盤と下定盤との対向面に、固定子RCがそれぞれ埋め込まれている。上定盤と下定盤とに設けられた固定子RCにそれぞれ対向して、レチクルステージRST11(RST12)の上面と底面とには、可動子RMがそれぞれ設けられている。 In the region A C portion of the platen R CM shown in FIG. 4 (A), as shown in FIG. 4 (B), the surface facing the upper surface plate and lower surface plate constituting the surface plate R CM, Each of the stators RC is embedded. And respectively opposite the stator R C provided in the upper platen and the lower platen, the top and bottom surfaces of the reticle stage RST 11 (RST 12), the movable element R M, respectively.
上定盤に設けられた固定子RCと該固定子RCに対向してレチクルステージRST11,RST12に設けられた可動子RMとが組となり、下定盤に設けられた固定子RCと該固定子RCに対向してレチクルステージRST11,RST12に設けられた可動子RMとが組となって、それぞれ平面モータを構成し、この上下の平面モータから、磁気浮上式の平面モータ装置が構成される。平面モータ装置により、レチクルステージRST11,RST12は、図4(A)中に示される長丸状の経路L1に沿って、定盤RCMの上定盤と下定盤との間で駆動される。 Opposite the stator R C and stator R C provided in the upper platen becomes mover R M Togagumi provided on the reticle stage RST 11, RST 12, the stator R provided on the lower platen opposite the C and stator R C becomes mover R M Togagumi provided on the reticle stage RST 11, RST 12, respectively constituting the planar motor, from the upper and lower planar motor, magnetic levitation The planar motor device is configured. The planar motor apparatus, the reticle stage RST 11, RST 12 along the FIG 4 (A) elliptically path L 1 shown in the drive between the upper platen and the lower platen of the platen R CM Is done.
レチクルステージRST21,RST22を駆動する第2レチクル駆動系222も、第1レチクル駆動系221と同様に構成することができる。レチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22の駆動の詳細は、後述する。 2 second reticle drive system 22 that drives the reticle stage RST 21, RST 22 can also be configured similarly to 1 and the first reticle drive system 22. Details of driving the reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , RST 22 will be described later.
レチクルステージRST11,RST12及びRST21,RST22のXY平面内での位置は、それぞれ、第1及び第2レチクル干渉計141,142によって計測される。ここで、各レチクルステージRSTijの端部には、図1に示されるように、移動鏡12(実際にはY軸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)、及びX軸に直交する反射面を有するX移動鏡)が設けられている。第1及び第2レチクル干渉計141,142は、移動鏡12にレーザビーム(測長ビーム)を照射し、移動鏡12からの反射光を受光することにより、それぞれ、レチクルステージRST11,RST12及びRST21,RST22の位置を計測する。第1及び第2レチクル干渉計141,142の計測結果は、主制御装置20に供給される(図2参照)。主制御装置20は、供給された計測結果に従って、第1及び第2レチクルステージ駆動系221,222を介してそれぞれレチクルステージRST11,RST12及びRST21,RST22を駆動制御する。
The positions of reticle stages RST 11 , RST 12 and RST 21 , RST 22 in the XY plane are measured by first and second reticle interferometers 14 1 , 14 2 , respectively. Here, at the end of each reticle stage RST ij , as shown in FIG. 1, a movable mirror 12 (actually a Y movable mirror (or a retroreflector) having a reflecting surface orthogonal to the Y axis, and an X axis) X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X axis. First and
レチクルステージRST11,RST21のそれぞれの上方には、例えば米国特許第5,646,413号明細書等に開示されるような第1及び第2レチクルアライメント検出系131,132(図2参照)が設けられている。第1及び第2レチクルアライメント検出系131,132は、それぞれ、照明光IL1,IL2と同じ波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から構成されている。第1及び第2レチクルアライメント検出系131,132の検出信号は、主制御装置20に供給される(図2参照)。
Above each of the reticle stages RST 11 and RST 21 , first and second reticle alignment detection systems 13 1 and 13 2 as disclosed in, for example, US Pat. No. 5,646,413 (FIG. 2). Reference) is provided. The first and second reticle alignment detection systems 13 1 and 13 2 are each composed of a TTR (Through The Reticle) alignment system using light having the same wavelength as the illumination lights IL 1 and IL 2 . First and second reticle
図1に示されるように、投影ユニットPUは、レチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22の下方に配置されている。投影ユニットPUは、鏡筒40と、その中に配置された第1部分光学系PL0と第2部分光学系PLとを含む。ここで、第1部分光学系PL0は、照明光IL1,IL2のそれぞれを光軸AX1,AX2に沿って第2部分光学系PLに送光する光学素子から構成される。第2部分光学系PLは、ミラー、及びレンズ等を含む複数の光学素子から構成される。第1部分光学系PL0と第2部分光学系PLとによって、照明光IL1,IL2でそれぞれ照明される照明領域IAR1、IAR2内のパターンの正立像を第2部分光学系PLの像面上に形成する反射屈折系かつ縮小系からなる投影光学系が構成されている。以下では、この投影光学系を、便宜上投影光学系PLと記述するものとし、その中心軸を中心軸AXと記述する。前述したように、照明領域IAR1は、投影光学系PLの中心軸AXに対して+Y側、照明領域IAR2は、投影光学系PLの中心軸AXに対して−Y側に配置されるので、投影光学系PL内において、光軸AX1は、投影光学系PLの中心軸AXに対して+Y側に配置され、光軸AX2は、投影光学系PLの中心軸AXに対して−Y側に配置される(図1では、中心軸AX、光軸AX1、及びAX2は、紙面奥行方向(Y軸方向)に重なって配置されている)。
As shown in FIG. 1, the projection unit PU is disposed below the reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , RST 22 . Projection unit PU includes a
投影光学系PLの投影倍率は、例えば、1/5(あるいは1/4)である。そのため、前述の如く照明光IL1又はIL2によりレチクルが均一な照度で照明されると、その照明領域IAR1,IAR2内のレチクルのパターンが、投影光学系PLにより縮小されてレジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上に投影される。そして、ウエハW上の露光領域IA1,IA2(ショット領域の一部)に、パターンが転写される(レジストにパターンの潜像(縮小正立像)が形成される)。なお、前述の通り光軸AX1,AX2が、それぞれ中心軸AXに対して+Y側、−Y側に配置されているため、ウエハW上の露光領域IA1,IA2は、例えば図5(A)及び図5(B)に示されるように、Y軸方向に関して離間している。なお、露光領域IA1は+Y側、露光領域IA2は−Y側に位置する。 The projection magnification of the projection optical system PL is, for example, 1/5 (or 1/4). Therefore, when the reticle is illuminated with uniform illumination by the illumination light IL 1 or IL 2 as described above, the pattern of the reticle in the illumination areas IAR 1 and IAR 2 is reduced by the projection optical system PL and resist (photosensitive). (Agent) is projected onto the coated wafer W. Then, the pattern is transferred to the exposure areas IA 1 and IA 2 (part of the shot area) on the wafer W (a latent image of the pattern (reduced erect image) is formed on the resist). As described above, since the optical axes AX 1 and AX 2 are arranged on the + Y side and the −Y side with respect to the central axis AX, the exposure areas IA 1 and IA 2 on the wafer W are, for example, FIG. As shown in FIG. 5A and FIG. 5B, they are separated with respect to the Y-axis direction. The exposure area IA 1 is located on the + Y side, and the exposure area IA 2 is located on the −Y side.
ウエハステージWSTは、投影ユニットPUの下方に配置されている。ウエハステージWSTに設置されたウエハホルダ(不図示)上に、ウエハWが、真空吸着等により保持されている。 Wafer stage WST is arranged below projection unit PU. Wafer W is held by vacuum suction or the like on a wafer holder (not shown) installed on wafer stage WST.
ウエハステージWSTは、リニアモータ等を含むウエハステージ駆動系24により、X軸方向、Y軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Z軸方向、X軸回りの回転方向(θx方向)、Y軸回りの回転方向(θy方向)、及びZ軸回りの回転方向(θz方向)に微小駆動される。なお、ウエハステージWSTに代えて、X軸方向、Y軸方向及びθz方向に移動する第1ステージと、第1ステージ上でZ軸方向、θx方向及びθy方向に微動する第2ステージと、を備えるステージを用いても良い。
Wafer stage WST is driven with a predetermined stroke in the X-axis direction and Y-axis direction by wafer
ウエハステージWSTのXY平面内での位置(ヨーイング(θz方向の回転θz)を含む)及びZ軸に対する傾斜(ピッチング(θx方向の回転θx)及びローリング(θy方向の回転θy))は、ウエハ干渉計18を用いて計測される。ここで、ウエハステージWSTの上面には、移動鏡16(実際にはY軸に直交する反射面を有するY移動鏡、及びX軸に直交する反射面を有するX移動鏡)が設けられている。ウエハ干渉計18は、移動鏡16にレーザビーム(測長ビーム)を投射し、移動鏡16からの反射光を受光することにより、ウエハステージWSTの位置を計測する。その計測結果は、主制御装置20に供給される(図2参照)。主制御装置20は、供給された計測結果に従って、ウエハステージ駆動系24を介してウエハステージWSTを駆動制御する。
Wafer stage WST position in the XY plane (including yawing (rotation θz in θz direction)) and tilt with respect to the Z axis (pitching (rotation θx in θx direction) and rolling (rotation θy in θy direction)) are wafer interference. It is measured using a total 18. Here, on the upper surface of wafer stage WST, moving mirror 16 (actually, a Y moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y axis and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X axis) is provided. .
また、投影光学系PLの下端部の近傍には、ウエハWの表面のZ軸方向の位置及びXY平面に対する傾斜を計測するフォーカスセンサAFS(図2参照)が配置されている。フォーカスセンサAFSとして、例えば米国特許第5,448,332号明細書等に開示される斜入射方式の多点焦点位置検出系が採用されている。多点焦点位置検出系は、投影光学系PLの最良結像面に向けて結像光束をZ軸(中心軸AX)に対して斜めに射出する照射光学系と、ウエハWの表面からの反射光束をスリットを介して受光する受光光学系と、から構成される。フォーカスセンサAFSの計測結果は、主制御装置20に供給される(図2参照)。主制御装置20は、その計測結果に従って、ウエハステージ駆動系24を介してウエハステージWSTをZ軸方向及び傾斜方向に駆動して、ウエハWのフォーカス・レベリング制御を行う。
A focus sensor AFS (see FIG. 2) that measures the position of the surface of the wafer W in the Z-axis direction and the inclination with respect to the XY plane is disposed near the lower end of the projection optical system PL. As the focus sensor AFS, for example, an oblique incidence type multipoint focal position detection system disclosed in US Pat. No. 5,448,332 is adopted. The multipoint focal position detection system includes an irradiation optical system that emits an imaging light beam obliquely with respect to the Z axis (center axis AX) toward the best imaging plane of the projection optical system PL, and reflection from the surface of the wafer W. And a light receiving optical system for receiving the light beam through the slit. The measurement result of the focus sensor AFS is supplied to the main controller 20 (see FIG. 2).
また、ウエハステージWST上には、基準板FPが固定されている。ここで、基準板FPの表面の高さは、ウエハホルダ(不図示)上に載置されるウエハWのそれとほぼ等しい。基準板FPの表面には、ベースライン計測用の基準マーク及びレチクルアライメント用の基準マーク等が形成されている。 A reference plate FP is fixed on wafer stage WST. Here, the height of the surface of the reference plate FP is substantially equal to that of the wafer W placed on a wafer holder (not shown). A reference mark for baseline measurement, a reference mark for reticle alignment, and the like are formed on the surface of the reference plate FP.
投影ユニットPUの鏡筒40の−Y側側面には、ウエハW上の各ショット領域に付設されたアライメントマーク(ウエハマーク)及び基準板FPに設けられた基準マークを検出するためのアライメント検出系AS(図2参照)が設けられている。アライメント検出系AS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。ここで、FIA系は、例えばハロゲンランプ等のブロードバンド(広帯域)光をマークに照射し、マークからの反射光を受光して、マークを撮像する。そして、撮像結果を画像処理することによって、マークの位置を計測する。アライメント検出系ASの検出結果は、アライメント信号処理系(不図示)を介して主制御装置20に供給される。
An alignment detection system for detecting an alignment mark (wafer mark) attached to each shot area on the wafer W and a reference mark provided on the reference plate FP is provided on the side surface of the projection unit PU on the −Y side of the
図2には、露光装置100の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、装置全体を統括制御するマイクロコンピュータ(あるいはワークステーション)などを含む主制御装置20を中心として構成されている。
FIG. 2 shows the main configuration of the control system of the
本実施形態の露光装置100におけるレチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22とウエハステージWSTの同期駆動によるウエハの連続露光について説明する。なお、レチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22に保持されるレチクルR11,R12,R21,R22には、それぞれ、パターンA,B,C,Dが形成されている。パターンA,B,C,Dは、同じでも、異なっても良い。
The continuous exposure of the wafer by synchronous driving of the reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , RST 22 and the wafer stage WST in the
図5(A)及び図5(B)には、4つのレチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22とウエハステージWSTの移動経路が模式的に示されている。なお、図の煩雑を避けるため、図5(A)及び図5(B)には、レチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22に載置されているレチクルR11,R12,R21,R22(に形成されているパターンA,B,C,D)と、ウエハステージWSTに載置されているウエハW(上に配列された複数の区画領域のうち、露光対象の区画領域)のみが図示されている。また、説明の便宜のため、ウエハWの区画領域の大きさが、実際よりも大きく表示されている。 5A and 5B schematically show the movement paths of four reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , RST 22 and wafer stage WST. 5A and 5B, reticles R 11 , R 12 , R mounted on reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , RST 22 are shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B). 21 , R 22 (patterns A, B, C, D formed on) and wafer W (on the plurality of partitioned areas arranged on wafer stage WST mounted on wafer stage WST) Only). For convenience of explanation, the size of the partition area of the wafer W is displayed larger than the actual size.
前述の通り、投影光学系PL内において、照明光IL1,IL2の光軸AX1,AX2がY軸方向に離間しているため、照明光IL1,IL2がそれぞれ照射されるウエハW上の露光領域IA1,IA2も、Y軸方向に離間している。
As described above, the wafer in the projection optical system PL, since the
レチクルR11,R12(レチクルステージRST11,RST12)は、長丸状(より詳細には、長方形の長手方向の両端に半円をそれぞれ接続した図形の輪郭と同様の形状)の経路L1上を、右回り又は左回りに周回移動し、周回移動の途中、Y軸に平行な直線経路を往復移動する。レチクルR21,R22(レチクルステージRST21,RST22)は、長丸状の経路L2上を、右回り又は左回りに周回移動し、周回移動の途中、Y軸に平行な直線経路を往復移動する。ここで、レチクルR11,R12,R21,R22の+Y方向スキャン(プラススキャン)時と、−Y方向スキャン(マイナススキャン)時とで、共通の点を端点として、以下の説明を行うため、図5(A)及び図5(B)では、直線経路上のレチクルR11,R12,R21,R22の等速区間における、パターン領域の中心点(レチクルセンタ)の移動軌跡の両端の点が、点P11,P12,P21,P22を用いて示されている。従って、以下の説明中のレチクルの位置は、特に明示していない場合には、レチクルのパターン領域の中心点の位置を意味する。 Reticles R 11 , R 12 (reticle stages RST 11 , RST 12 ) are in a round shape (more specifically, a shape similar to the contour of a figure in which semicircles are connected to both ends of a rectangle in the longitudinal direction). 1 is rotated clockwise or counterclockwise, and reciprocally moves along a straight path parallel to the Y axis during the circular movement. Reticles R 21 and R 22 (reticle stages RST 21 and RST 22 ) move clockwise or counterclockwise on an elongated circular path L 2 , and follow a linear path parallel to the Y axis during the circular movement. Move back and forth. Here, the following description will be made with the common points used for the reticles R 11 , R 12 , R 21 , and R 22 in the + Y direction scan (plus scan) and the −Y direction scan (minus scan) as endpoints. Therefore, in FIGS. 5A and 5B, the movement locus of the center point (reticle center) of the pattern region in the constant velocity section of the reticles R 11 , R 12 , R 21 , R 22 on the straight path is shown. The points at both ends are shown using points P 11 , P 12 , P 21 , P 22 . Therefore, the position of the reticle in the following description means the position of the center point of the pattern area of the reticle unless otherwise specified.
レチクルR11及びレチクルR12は、プラススキャン時には、図5(A)中に黒塗り矢印を用いて表されるように、点P11から点P12まで+Y方向に等速度で移動し、マイナススキャン時には、図5(B)中に黒塗り矢印を用いて表されるように、点P12から点P11まで、−Y方向に等速度で移動する。すなわち、レチクルR11及びレチクルR12は、直線経路上の点P11、P12間(第1等速区間又は単に等速区間と呼ぶ)を、+Y方向又は−Y方向に等速度で移動する。 In the plus scan, the reticle R 11 and the reticle R 12 move at a constant speed in the + Y direction from the point P 11 to the point P 12 as represented by a black arrow in FIG. scan when, as represented with a black arrow in FIG. 5 (B), the from point P 12 to the point P 11, moves at a speed in the -Y direction. That is, the reticle R 11 and the reticle R 12 move at a constant speed in the + Y direction or the −Y direction between the points P 11 and P 12 (referred to as the first constant speed section or simply the constant speed section) on the straight path. .
同様にレチクルR21及びレチクルR22は、プラススキャン時には、図5(A)中に黒塗り矢印を用いて表されるように、点P21から点P22まで+Y方向に等速度で移動し、マイナススキャン時には、図5(B)中に黒塗り矢印を用いて表されるように、点P22から点P21まで、−Y方向に等速度で移動する。すなわち、レチクルR21及びレチクルR22は、直線経路上の点P21、P22間(第2等速区間又は単に等速区間と呼ぶ)を、+Y方向又は−Y方向に等速度で移動する。 Similarly, the reticle R 21 and the reticle R 22 move at a constant speed in the + Y direction from the point P 21 to the point P 22 as indicated by a black arrow in FIG. , during negative scan, as represented by using the black arrow in FIG. 5 (B), the from point P 22 to the point P 21, moves at a speed in the -Y direction. That is, the reticle R 21 and the reticle R 22 move at a constant speed in the + Y direction or the −Y direction between the points P 21 and P 22 on the straight path (referred to as a second constant speed section or simply a constant speed section). .
レチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22は、上述の等速区間を通過すると、経路L1,L2に沿って周回し、再度、上と同様に等速区間を等速度で移動する。さらに、同様の周回移動を任意の回数繰り返した後、周回方向を反転し、同様の周回移動を任意の回数繰り返す。 Reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , and RST 22 circulate along paths L 1 and L 2 after passing through the above-mentioned constant speed section, and again move at a constant speed in the constant speed section as above. To do. Further, after repeating the same circular movement an arbitrary number of times, the circular direction is reversed and the same circular movement is repeated an arbitrary number of times.
一方、ウエハステージWSTは、Y軸に平行な直線経路LW上の点P1,P2間(等速区間)を、等速度で移動する。なお、図5(A)及び図5(B)では、等速区間を、露光対象であるウエハW上の区画領域の移動経路として表わしている。ウエハステージWSTの等速区間の距離は、使用するレチクルステージ(レチクル)の数N及び周回数Mに応じて、例えば区画領域のY軸方向の長さのN×M倍(さらに区画領域間の離間距離のN×M−1倍を加算)と、定められる。 On the other hand, wafer stage WST moves at a constant speed between points P 1 and P 2 (constant velocity section) on linear path L W parallel to the Y axis. In FIGS. 5A and 5B, the constant velocity section is represented as a movement path of the partitioned area on the wafer W to be exposed. The distance of the constant velocity section of wafer stage WST is, for example, N × M times the length of the partition area in the Y-axis direction according to the number N of reticle stages (reticles) to be used and the number of rotations M (further, between the partition areas). N × M−1 times the separation distance is added).
図6(A)〜図6(F)には、主制御装置20によって所定のアルゴリズムに沿って実行される、連続露光におけるレチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22(レチクルR11,R12,R21,R22)とウエハステージWST(ウエハW)の同期駆動の詳細、すなわち連続露光中のそれらの位置関係の時間変化が模式的に示されている。図の表記は、図5(A)及び図5(B)の表記と同じである。以下では、図6(A)〜図6(F)に示される状態を、それぞれ、状態A〜状態Fとも呼ぶ。
6A to 6F, reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , RST 22 (reticle R 11 , reticle) in continuous exposure, which are executed by
図6(A)には、連続露光の開始直後の状態(状態A)が示されている。状態Aでは、レチクルステージRST11(レチクルR11)が、経路L1に沿って紙面上左回りに周回移動し、レチクルR11のパターン領域の中心が、第1等速区間の一端点P11に−Y側から到達している。この時、レチクルステージRST12(レチクルR12)は、経路L1上の等速区間外に退避している。 FIG. 6A shows a state (state A) immediately after the start of continuous exposure. In the state A, the reticle stage RST 11 (reticle R 11 ) moves around the path L 1 counterclockwise on the paper surface, and the center of the pattern area of the reticle R 11 is the one end point P 11 of the first constant velocity section. Is reached from the -Y side. At this time, reticle stage RST 12 (reticle R 12 ) is retracted out of the constant velocity section on path L 1 .
レチクルステージRST11は、レチクルR11のパターン領域の中心が第1等速区間の一端点P11に到達すると、その速度を一定に保って等速移動を開始する。それと同時に、ウエハステージWSTは、ウエハW上の第1区画領域S1の中心が、等速区間の一端点P1に到達し、その速度を一定に保って等速移動を開始する。これにより、図6(B)に示されるように、レチクルR11が、照明領域IAR1を通過する。そのため、レチクルR11のパターン領域が、照明光IL1により照明される。同時に、ウエハW上の第1区画領域S1が、露光領域IA1を通過する。そのため、照明光IL1により、レチクルR11のパターンAが第1区画領域S1に投影され、第1区画領域S1にパターンAが転写される。なお、図6(B)〜図6(F)において、黒塗りの照明領域IAR1,IAR2及び露光領域IA1,IA2は、照明光IL1,IL1が投射されていることを意味する。 When the center of the pattern area of reticle R 11 reaches one end point P 11 of the first constant speed section, reticle stage RST 11 starts moving at a constant speed while keeping the speed constant. At the same time, the wafer stage WST, a first central compartment area S 1 on the wafer W reaches the end point P 1 of the constant speed section to initiate a constant speed movement while maintaining its speed constant. Thereby, as shown in FIG. 6B, the reticle R 11 passes through the illumination area IAR 1 . Therefore, the pattern area of the reticle R 11 is illuminated by the illumination light IL 1. At the same time, the first partition area S 1 on the wafer W passes through the exposure area IA 1 . Therefore, the illumination light IL 1, the pattern A of the reticle R 11 is projected to the first divided region S 1, pattern A is transferred to the first divided region S 1. In FIGS. 6B to 6F, the black illumination areas IAR 1 and IAR 2 and the exposure areas IA 1 and IA 2 mean that the illumination lights IL 1 and IL 1 are projected. To do.
一方、レチクルステージRST11(レチクルR11)の周回移動と並行して、レチクルステージRST21(レチクルR21)は、経路L2に沿って紙面上右回りに周回移動する。図6(B)に示される状態Bでは、チクルR21は、第2等速区間の一端点P21に向かって移動している。レチクルステージRST21は、レチクルR21のパターン領域の中心が点P21に到達すると、その速度を一定に保って等速移動を開始する。この時、レチクルステージRST21(レチクルR21)の速度は、レチクルステージRST11(レチクルR11)のそれに等しい。また、レチクルステージRST21(レチクルR21)は、図6(C)に示されるように、レチクルステージRST11(レチクルR11)に、Y軸方向に一定の間隔を置いて追従する。なお、一定の間隔は、ウエハW上に配列されたY軸方向に隣接する区画領域の配列間隔に対応する。 On the other hand, in parallel with the revolving movement of reticle stage RST 11 (reticle R 11 ), reticle stage RST 21 (reticle R 21 ) revolves clockwise on the paper surface along path L 2 . In the state B shown in FIG. 6 (B), the chickle R 21 is moving toward the one end point P 21 of the second constant velocity section. When the center of the pattern area of reticle R 21 reaches point P 21 , reticle stage RST 21 starts moving at a constant speed while keeping the speed constant. At this time, the speed of reticle stage RST 21 (reticle R 21 ) is equal to that of reticle stage RST 11 (reticle R 11 ). In addition, as shown in FIG. 6C, reticle stage RST 21 (reticle R 21 ) follows reticle stage RST 11 (reticle R 11 ) at a constant interval in the Y-axis direction. Note that the fixed interval corresponds to the arrangement interval of the partitioned regions arranged on the wafer W and adjacent to each other in the Y-axis direction.
なお、この時、レチクルステージRST22(レチクルR22)は、経路L2上の等速区間外に退避している。ウエハステージWST(ウエハW)は、引き続き、等速区間内を等速移動している。 At this time, reticle stage RST 22 (reticle R 22 ) is retracted outside the constant velocity section on path L 2 . Wafer stage WST (wafer W) continues to move at a constant speed in a constant speed section.
レチクルステージRST21(レチクルR21)のレチクルステージRST11(レチクルR11)への追従移動により、図6(C)に示されるように、レチクルR11が照明領域IAR1を通過し終える前に、レチクルR21が照明領域IAR2を通過し始める。このため、照明光IL1によりレチクルR11のパターン領域が照明されると同時に、照明光IL2によりレチクルR21のパターン領域が照明される。さらに、ウエハW上の第1区画領域S1が露光領域IA1を通過し終える前に、第2区画領域S2が露光領域IA2を通過し始める。そのため、照明光IL1によりレチクルR11のパターンAが第1区画領域S1に投影されると同時に、照明光IL2によりレチクルR21のパターンBが第2区画領域S2に投影される。すなわち、レチクルR11のパターンAの第1区画領域S1への転写と並行して、レチクルR21のパターンBが第2区画領域S2へ転写される。 As the reticle stage RST 21 (reticle R 21 ) moves following the reticle stage RST 11 (reticle R 11 ), as shown in FIG. 6C, before the reticle R 11 finishes passing through the illumination area IAR 1. , Reticle R 21 begins to pass through illumination area IAR 2 . For this reason, the pattern area of the reticle R 11 is illuminated by the illumination light IL 1 and at the same time, the pattern area of the reticle R 21 is illuminated by the illumination light IL 2 . Further, before the first divided region S 1 on the wafer W passing completely through the exposure area IA 1, the second partition region S 2 starts to pass through the exposure area IA 2. Therefore, simultaneously with the pattern A of the reticle R 11 is projected to the first divided region S 1 by the illumination light IL 1, the pattern B of the reticle R 21 is projected to the second partition region S 2 by the illumination light IL 2. That is, the pattern B of the reticle R 21 is transferred to the second partition region S 2 in parallel with the transfer of the pattern A of the reticle R 11 to the first partition region S 1 .
前述の通り、本実施形態の露光装置100では、光軸AX1,AX2がY軸方向に離間しているため、ウエハステージWSTがその移動経路上の一区間を通過する間、露光領域IA1,IA2がそれぞれウエハW上のY軸方向に隣接する2つの区画領域S1,S2に同時に重複する。そこで、レチクルステージRST11,RST21(レチクルR11,R21)を、上のように追従駆動することにより、レチクルR11,R21のパターンA,Bが、一定の時間にわたって、同時に、2つの区画領域S1,S2に転写される。なお、一定の時間は、光軸AX1,AX2のY軸方向についての離間距離/ウエハステージWSTの移動速度に等しい。
As described above, in the
図6(D)に示されるように、レチクルR11のパターン領域の中心が第1等速区間の一端点P12に到達し、レチクルR11のパターン領域が照明領域IAR1を通過し終える。同時に、ウエハWの第1区画領域S1が露光領域IA1を通過し終える。それにより、レチクルR11のパターンAの第1区画領域S1への転写が完了する。その後、レチクルステージRST11(レチクルR11)は、経路L1上を周回して、次の追従移動まで第1等速区間から退避する。 As shown in FIG. 6 (D), the center of the pattern area of the reticle R 11 reaches the end point P 12 of the first constant velocity section, the pattern area of the reticle R 11 passing completely through the illumination area IAR 1. At the same time, the first partition area S 1 of the wafer W has finished passing through the exposure area IA 1 . Thereby, the transfer of the pattern A of the reticle R 11 to the first partition region S 1 is completed. Thereafter, reticle stage RST 11 (reticle R 11 ) orbits along path L 1 and retreats from the first constant velocity section until the next follow-up movement.
レチクルR21のパターン領域の中心も、図6(D)に示されるように、第2等速区間の一端点P22に到達し、レチクルR21のパターン領域が照明領域IAR2を通過し終える。同時に、ウエハWの第2区画領域S2も露光領域IA2を通過し終える。それにより、レチクルR21のパターンBの第2区画領域S2への転写が完了する。その後、レチクルステージRST21(レチクルR21)は、経路L2上を周回して、次の追従移動まで第2等速区間から退避する。 As shown in FIG. 6D, the center of the pattern area of reticle R 21 also reaches one end point P 22 of the second constant velocity section, and the pattern area of reticle R 21 finishes passing through illumination area IAR 2. . At the same time, the second partition region S 2 of the wafer W is also passing completely through the exposure area IA 2. Thereby, the transfer of the pattern B of the reticle R 21 to the second partition region S 2 is completed. Thereafter, reticle stage RST 21 (reticle R 21 ) circulates on path L 2 and retreats from the second constant velocity section until the next follow-up movement.
上述のレチクルステージRST11,RST21(レチクルR11,R21)の等速駆動に続いて、レチクルステージRST12,RST22(レチクルR12,R22)の等速駆動を開始する。それにより、レチクルR12,R22のパターンC,DがそれぞれウエハW上の第3及び第4区画領域S3,S4に転写される。 Following the constant speed driving of the reticle stages RST 11 and RST 21 (reticles R 11 and R 21 ), the constant speed driving of the reticle stages RST 12 and RST 22 (reticles R 12 and R 22 ) is started. As a result, the patterns C and D of the reticles R 12 and R 22 are transferred to the third and fourth partition regions S 3 and S 4 on the wafer W, respectively.
図6(D)に示されるように、レチクルステージRST11(レチクルR11)が第1等速区間から退避すると、レチクルR12は、パターン領域の中心が第1等速区間の一端点P11に到達し、その速度を一定に保って等速移動を開始する。この時、レチクルステージRST12(レチクルR12)の速度は、レチクルステージRST21(レチクルR21)のそれに等しい。ここで、レチクルステージRST21(レチクルR21)が+Y方向に先行し、それにレチクルステージRST12(レチクルR12)が追従している。この時、ウエハステージWST(ウエハW)は、引き続き、等速区間内を等速移動している。 As shown in FIG. 6D, when the reticle stage RST 11 (reticle R 11 ) is retracted from the first constant velocity section, the reticle R 12 has the center of the pattern area at one end point P 11 of the first constant velocity section. The constant speed movement is started while keeping the speed constant. At this time, the speed of reticle stage RST 12 (reticle R 12 ) is equal to that of reticle stage RST 21 (reticle R 21 ). Here, reticle stage RST 21 (reticle R 21 ) precedes in the + Y direction, and reticle stage RST 12 (reticle R 12 ) follows the reticle stage RST 21 (reticle R 21 ). At this time, wafer stage WST (wafer W) continues to move at a constant speed in a constant speed section.
ここで、前述の通り、照明領域IAR1は+Y側に、照明領域IAR2は−Y側に、互いに離間している。そのため、図6(D)に示される状態Dでは、両レチクルR12,R21のパターン領域が、照明光IL1,IL2により照明されず、パターンの転写が中断している。 Here, as described above, the illumination area IAR 1 is separated from the + Y side, and the illumination area IAR 2 is separated from the −Y side. For this reason, in the state D shown in FIG. 6D, the pattern areas of the reticles R 12 and R 21 are not illuminated by the illumination lights IL 1 and IL 2 , and the pattern transfer is interrupted.
レチクルステージRST12(レチクルR12)が等速移動を開始すると、レチクルR12が照明領域IAR1を通過する。これにより、レチクルR12のパターン領域が照明光IL1により照明される。同時に、ウエハW上の第3区画領域S3が露光領域IA1を通過する。これにより、照明光IL1により、レチクルR12のパターンCが第3区画領域S3に投影され、第3区画領域S3にパターンCが転写される。 When reticle stage RST 12 (reticle R 12 ) starts moving at a constant speed, reticle R 12 passes through illumination area IAR 1 . Thus, the pattern area of the reticle R 12 is illuminated by the illumination light IL 1. At the same time, a third section area S 3 of the wafer W passes through the exposure area IA 1. Thereby, the illumination light IL 1, the pattern C of the reticle R 12 is projected into the third compartment area S 3, the pattern C is transferred to the third section area S 3.
一方、図6(E)に示されるように、レチクルステージRST21(レチクルR21)が第2等速区間から退避すると、レチクルR22は、パターン領域の中心が第2等速区間の一端点P21に到達し、その速度を一定に保って等速移動を開始する。この時、レチクルステージRST22(レチクルR22)の速度は、レチクルステージRST12(レチクルR12)のそれに等しい。ここで、レチクルステージRST12(レチクルR12)が+Y方向に先行し、それにレチクルステージRST22(レチクルR22)が追従している。 On the other hand, as shown in FIG. 6E, when the reticle stage RST 21 (reticle R 21 ) is retracted from the second constant velocity section, the reticle R 22 has the center of the pattern area at one end point of the second constant velocity section. reached P 21, it starts the constant speed movement while maintaining its speed constant. At this time, the speed of reticle stage RST 22 (reticle R 22 ) is equal to that of reticle stage RST 12 (reticle R 12 ). Here, reticle stage RST 12 (reticle R 12 ) is advanced in the + Y direction, and reticle stage RST 22 (reticle R 22 ) follows the reticle stage RST 12 (reticle R 12 ).
レチクルステージRST22(レチクルR22)のレチクルステージRST12(レチクルR12)への追従移動により、図6(F)に示されるように、レチクルR12のパターンCの第3区画領域S3への転写と並行して、レチクルR22のパターンDが第4区画領域S4へ転写される。 By following movement of reticle stage RST 22 (reticle R 22 ) to reticle stage RST 12 (reticle R 12 ), as shown in FIG. 6 (F), to the third partition region S 3 of pattern C of reticle R 12 . In parallel with this transfer, the pattern D of the reticle R 22 is transferred to the fourth partition region S 4 .
レチクルR12のパターン領域の中心が第1等速区間の一端点P12に到達し、レチクルR12のパターン領域が照明領域IAR1を通過し終える。同時に、ウエハWの第3区画領域S3が露光領域IA1を通過し終える。これにより、レチクルR12のパターンCの第3区画領域S3への転写が完了する。その後、レチクルステージRST12(レチクルR12)は、経路L1上を周回して、次の追従移動まで第1等速区間から退避する。 Center of the pattern area of the reticle R 12 reaches the end point P 12 of the first constant velocity section, the pattern area of the reticle R 12 passing completely through the illumination area IAR 1. At the same time, a third section area S 3 of the wafer W passing completely through the exposure area IA 1. Thus, transfer to third section area S 3 of the pattern C of the reticle R 12 is completed. Thereafter, reticle stage RST 12 (reticle R 12 ) orbits along path L 1 and retreats from the first constant velocity section until the next follow-up movement.
レチクルR22のパターン領域の中心も、第2等速区間の一端点P22に到達し、レチクルR22のパターン領域が照明領域IAR2を通過し終える。同時に、ウエハWの第4区画領域S4も露光領域IA2を通過し終える。これにより、レチクルR21のパターンBの第2区画領域S2への転写が完了する。その後、レチクルステージRST22(レチクルR22)は、経路L2上を周回して、次の追従移動まで第2等速区間から退避する。 The center of the pattern area of reticle R 22 also reaches one end point P 22 of the second constant velocity section, and the pattern area of reticle R 22 finishes passing through illumination area IAR 2 . At the same time, the fourth partition area S 4 of the wafer W is also passing completely through the exposure area IA 2. Thereby, the transfer of the pattern B of the reticle R 21 to the second partition region S 2 is completed. Thereafter, reticle stage RST 22 (reticle R 22 ) orbits along path L 2 and retreats from the second constant velocity section until the next follow-up movement.
上述のように、ウエハステージWSTの+Y方向への駆動と同期して、第1ステージ組を構成するレチクルステージRST11,RST12と第2ステージ組を構成するレチクルステージRST21,RST22とを交互に駆動する。そして、レチクルR11,R12を介して照明光IL1を、レチクルR21,R22を介して照明光IL2を、交互に且つ連続して、ウエハW上のY軸方向に配列された区画領域S1,S2,S3,S4に投射する。これにより、区画領域S1,S2,S3,S4のそれぞれに、レチクルR11,R21,R12,R22のパターンA,B,C,Dが連続して転写される。 As described above, in synchronization with the driving of wafer stage WST in the + Y direction, reticle stages RST 11 and RST 12 constituting the first stage set and reticle stages RST 21 and RST 22 constituting the second stage set are set. Drive alternately. The illumination light IL 1 and the illumination light IL 2 through the reticles R 11 and R 12 and the illumination light IL 2 through the reticles R 21 and R 22 are alternately and continuously arranged in the Y-axis direction on the wafer W. Projecting to the partition areas S 1 , S 2 , S 3 , S 4 . As a result, the patterns A, B, C, and D of the reticles R 11 , R 21 , R 12 , and R 22 are continuously transferred to the partitioned areas S 1 , S 2 , S 3 , and S 4 , respectively.
さらに、レチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22の駆動方向を反転させ、先と逆方向に周回駆動する。それと同時に、ウエハステージWST(ウエハW)を、非走査方向(+X方向)にステップ移動させ、そして駆動方向を−Y方向に反転させて等速駆動する。ここで、ステップ移動の距離は、ウエハW上に配列された非走査方向(X軸方向)に隣接する区画領域の配列間隔に等しい。これにより、先の連続露光と同様に、ただし逆順に、ウエハW上の区画領域S1,S2,S3,S4のX軸方向に隣接する区画領域にレチクルR11,R21,R12,R22のパターンA,B,C,Dが連続して転写される。 Further, the driving directions of reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , and RST 22 are reversed, and they are driven to rotate in the opposite direction. At the same time, wafer stage WST (wafer W) is moved stepwise in the non-scanning direction (+ X direction), and is driven at a constant speed by reversing the driving direction in the -Y direction. Here, the distance of the step movement is equal to the arrangement interval of the partition areas adjacent on the non-scanning direction (X-axis direction) arranged on the wafer W. As a result, in the same manner as in the previous continuous exposure, but in the reverse order, the reticles R 11 , R 21 , R are placed in the partitioned areas adjacent to the partitioned areas S 1 , S 2 , S 3 , S 4 on the wafer W in the X axis direction. 12 and R 22 patterns A, B, C, and D are continuously transferred.
上述の連続露光を繰り返すことにより、図7(A)に示されるように、ウエハW上に配列された複数の区画領域に、パターンA,B,C,Dが転写される。すなわち、ウエハWがX軸方向にステップ移動することにより、白抜き矢印を用いて表す順に、ウエハW上のY軸方向に並ぶ4つの区画領域が露光対象となり、黒塗り矢印を用いて表す順に、4つの区画領域にパターンA,B,C,Dが転写される。 By repeating the above-described continuous exposure, the patterns A, B, C, and D are transferred to a plurality of partitioned regions arranged on the wafer W, as shown in FIG. That is, as the wafer W is moved stepwise in the X-axis direction, the four partitioned areas arranged in the Y-axis direction on the wafer W are to be exposed in the order represented by the white arrows, and in the order represented by the black arrows. Patterns A, B, C, and D are transferred to the four partitioned areas.
レチクルを1つのみ用いる従来の走査露光では、ステップ移動毎に1つの区画領域のみにパターンが転写される。また、1つの区画領域の転写毎にウエハステージの加減速が必要である。これに対し、本実施形態では、連続露光により、全ての区画領域にパターンを転写する上でのステップ移動の回数を減らすことができる。また、ウエハステージの加減速の回数を減らし、露光に寄与しない加減速時間を全体として短くすることができる。その結果、露光工程に要する時間の短縮、すなわちスループットの向上が可能となる。 In the conventional scanning exposure using only one reticle, a pattern is transferred to only one partitioned area every step movement. Further, it is necessary to accelerate / decelerate the wafer stage for each transfer of one partitioned area. On the other hand, in the present embodiment, the number of step movements in transferring the pattern to all the partitioned areas can be reduced by continuous exposure. Further, the number of times of acceleration / deceleration of the wafer stage can be reduced, and the acceleration / deceleration time not contributing to exposure can be shortened as a whole. As a result, the time required for the exposure process can be shortened, that is, the throughput can be improved.
ここで、本実施形態の連続露光では、レチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22を一方向に1回のみ周回駆動したが、さらに複数回周回駆動することにより、ウエハW上のY軸方向に隣接する複数の区画領域にパターンA,B,C,Dが転写される。例えば2回繰り返す場合、図7(B)に示されるように、ウエハWがX軸方向にステップ移動することにより、白抜き矢印を用いて表す順に、ウエハW上のY軸方向に並ぶ8つの区画領域が露光対象となり、黒塗り矢印を用いて表す順に、8つの区画領域にレチクルR11,R21,R12,R22パターンA,B,C,Dが転写される。 Here, in the continuous exposure according to the present embodiment, the reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , and RST 22 are driven only once in one direction. Patterns A, B, C, and D are transferred to a plurality of partitioned areas adjacent in the axial direction. For example, in the case of repeating twice, as shown in FIG. 7B, when the wafer W is moved stepwise in the X-axis direction, eight pieces arranged in the Y-axis direction on the wafer W in the order represented by the white arrows are used. The partitioned areas are to be exposed, and the reticles R 11 , R 21 , R 12 , R 22 patterns A, B, C, and D are transferred to the eight partitioned areas in the order indicated by the black arrows.
また、レチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22の周回駆動は、整数回の周回駆動に限られない。すなわち、ウエハW上のY軸方向に並ぶ区画領域の数が列毎に異なっている場合、あるいはY軸方向に並ぶ区画領域の数がレチクルステージの数の整数倍でない場合でも本実施形態の露光装置100を用いた連続露光が可能である。この場合、ウエハW上のY軸方向に並ぶ所定数の区画領域の露光終了後、周回が途中であっても駆動方向を反転させて隣接する区画領域の露光処理を開始すれば良い。
Further, the circular drive of reticle stages RST 11 , RST 12 , RST 21 , RST 22 is not limited to an integral number of circular drives. That is, even when the number of partition areas arranged in the Y-axis direction on the wafer W is different for each column, or even when the number of partition areas arranged in the Y-axis direction is not an integral multiple of the number of reticle stages, the exposure according to this embodiment is performed. Continuous exposure using the
また、複数のレチクルステージのうちの一部のみを用いて上述の連続露光を行うこともできる。例えば、レチクルステージRST11,RST21のみを用いる場合、図7(C)に示されるように、ウエハWがX軸方向にステップ移動することにより、白抜き矢印を用いて表す順に、ウエハW上のY軸方向に並ぶ2つの区画領域が露光対象となり、黒塗り矢印を用いて表す順に、2つの区画領域にレチクルR11,R21のパターンA,Bが転写される。 Further, the above-described continuous exposure can be performed using only a part of the plurality of reticle stages. For example, when only the reticle stages RST 11 and RST 21 are used, as shown in FIG. 7C, the wafer W moves stepwise in the X-axis direction, so that the wafer W is moved in the order indicated by the white arrows. The two partitioned areas arranged in the Y-axis direction are to be exposed, and the patterns A and B of the reticles R 11 and R 21 are transferred to the two partitioned areas in the order indicated by the black arrows.
なお、本実施形態の露光装置100では、4つのレチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22を搭載し、それらを用いて連続露光を行う構成が採用されたが、搭載するレチクルステージの数は4つに限らず、その他の数(2以上)でも良い。例えば図8に示されるように、6つのレチクルステージRST11,RST12,RST13,RST21,RST22,RST23を搭載し、3つのステージRST11,RST12,RST13から第1ステージ組を構成し、3つのステージRST21,RST22,RST23から第2ステージ組を構成しても良い。なお、図8の表記は図5のそれと同じである。使用するレチクルステージを増加することにより、より連続露光を安定して効率的に実行することが可能となる。また、レチクルステージの数は、偶数に限らず、奇数でも構わない。ただし、第1及び第2等速区間の距離は、使用するレチクルステージの数に拠らず、先の例におけるそれらの距離に等しい。一方、ウエハステージWSTの等速区間の距離は、前述の通り、使用するレチクルステージの数及び周回数Mに応じて定まるので、先の例におけるそれのおよそ1.5倍である(図5参照)。
In the
本実施形態の露光装置100では、露光に先立って、露光装置100に併設されたコータ・デベロッパ(不図示)により感光層(レジスト)が設けられたウエハWが、ウエハステージWSTのウエハホルダ(不図示)上に載置される。主制御装置20は、アライメント検出系ASを用いて、ウエハWの表面に付与された(ウエハW上のサンプルショット領域に付設された)アライメントマークを検出し、アライメント計測(EGA)を実行する。それにより、XY平面内におけるウエハW上のショット領域の位置(さらに走査方向に関する倍率、θz回転、直交度)が定められる。なお、アライメント計測(EGA)の詳細は、例えば、米国特許第6,876,946号明細書などに開示されている。主制御装置20は、アライメント計測(EGA)の結果に従って、レチクルR11,R12,R21,R22のパターンの投影位置(投影光学系PLの投影中心)とウエハW上の各ショット領域の相対位置関係を算出する。その結果に従って、前述の連続露光により、ウエハW上の全ショット領域内に、順次、レチクルR11,R12,R21,R22のパターンを露光する。
In the
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置100では、それぞれレチクルR11,R12,R21,R22を保持するレチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22を走査方向(Y軸方向)に交互に駆動すると同時に、ウエハWを保持するウエハステージWSTを走査方向(Y軸方向)に駆動することにより、レチクルR11,R12,R21,R22に形成されたパターンを、共通の投影光学系PLを介して、ウエハW上の走査方向に配列された複数の区画領域に連続して転写することができる。ここで、レチクルステージRST11,RST12及びRST21,RST22は、それぞれ、走査方向(Y軸方向)に延びる直線経路を含む閉じた経路L1,L2に沿って周回移動する。それにより、ウエハ上に配列された全ての区画領域にパターンを転写するにおいて、走査方向に並ぶ区画領域の数がいくつであっても、途中でウエハステージのステップ移動を行うことなく一列すべての区画領域にパターンを転写することができる。また、一つの区画領域へのパターン転写毎にウエハステージの加減速を行わずに各区画領域にパターンを転写することができる。すなわち、ステップ移動の回数を減らすことができるとともに、加減速回数を減らすことができるので、その結果、露光工程に要する時間の短縮、すなわちスループットの向上が可能となる。
As described above in detail, in the
なお、前述したように、本実施形態の露光装置100では、レチクルR1のパターンAの第1区画領域S1への転写と並行して、レチクルR2のパターンBの第2区画領域S2への転写が行われる。上述した実施形態では、図6(C)に示されるように、第1区画領域S1へのパターンAの転写が終了する直前に、第2区画領域S2へのパターンBの転写が開始される構成であったが、ウエハ上における露光領域IA1(光軸AX1)と露光領域IA2(光軸AX2)とのY軸方向に関する間隔を広げることによって、第2区画領域S2へのパターンBの転写を開始するタイミングを早めることができ(例えば、図6(B)の段階で、パターンBへの転写を開始でき)、スループットをさらに向上させることができる。ただし、露光領域IA1と露光領域IA2とのY軸方向に関する間隔を広げると、投影光学系PLが大型化するため、露光領域間の間隔は、スループットと装置の大きさとの兼ね合いを考慮して適宜設定すると良い。
As described above, in the
また、本実施形態の露光装置100は、照明光IL1,IL2をそれぞれ発生する独立の照明系IOP1,IOP2を備えている。それにより、レチクルR11,R12,R21,R22のそれぞれに対し、異なる照明条件で、照明光IL1,IL2を投射することができる。これは、特に、レチクルR11,R12,R21,R22が互いに異なる場合に好適である。
In addition, the
また、本実施形態の露光装置100では、照明光IL1,IL2の光軸AX1,AX2を非走査方向(X軸方向)に離間する構成を採用した。そのため、第1及び第2ステージ組を構成するレチクルステージが周回移動する経路L1,L2も、非走査方向に離間して配置した。これに限らず、光軸AX1,AX2を走査方向(Y軸方向)あるいは任意の方向に離間して配置しても良い。例えば、光軸AX1,AX2を走査方向(Y軸方向)に離間した構成とし、レチクルステージRST11,RST12の走査方向と、レチクルステージRST21,RST22の走査方向とをY軸方向に平行な一直線上としても良い。
Further, the
また、本実施形態の露光装置100では、レチクル干渉計141,142によりレチクルステージRST11,RST12,RST21,RST22の位置が、またウエハ干渉計18によりウエハステージWSTの位置が、それぞれ計測される構成であったが、これに限らず、例えばレチクル干渉計141,142に替えて、エンコーダ(複数のエンコーダから構成されるエンコーダシステム)を用いても良い。あるいは、レチクル干渉計141,142とエンコーダを併用しても良い。同様に、ウエハ干渉計18に替えてエンコーダ(複数のエンコーダから構成されるエンコーダシステム)を用いても良い。あるいは、ウエハ干渉計18とエンコーダを併用しても良い。
In the
エンコーダシステムを用いる場合、例えば国際公開第2007/097379号パンフレット(対応米国特許出願公開第2008/08843号明細書)などに開示されているように、ウエハテーブル(ウエハステージ)上に格子部(Yスケール、Xスケール)を設け、これに対向してXヘッド、Yヘッドをウエハステージの外部に配置する構成を採用しても良いし、例えば米国特許出願公開第2006/0227309号明細書などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に格子部(例えば2次元格子又は2次元に配置された1次元の格子部)を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。さらに、Zヘッドもウエハステージに設け、その格子部の面を、面位置計測システムZヘッドの計測ビームが照射される反射面としても良い。 When the encoder system is used, for example, as disclosed in International Publication No. 2007/097379 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2008/08843), a grating portion (Y (Scale, X scale) may be provided, and the X head and Y head may be arranged outside the wafer stage so as to face the scale. For example, it is disclosed in US Patent Application Publication No. 2006/0227309. As shown, an encoder head is provided on the wafer stage, and a grating part (for example, a two-dimensional grating or a two-dimensionally arranged one-dimensional grating part) is arranged outside the wafer stage so as to face the encoder head. A system may be adopted. Further, the Z head may be provided on the wafer stage, and the surface of the lattice portion may be a reflective surface to which the measurement beam of the surface position measurement system Z head is irradiated.
また、上記実施形態では、本発明が、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適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば国際公開第99/49504号パンフレット、欧州特許出願公開第1,420,298号明細書、国際公開第2004/055803号パンフレット、特開2004−289126号公報(対応米国特許第6,952,253号明細書)などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a dry type exposure apparatus that exposes the wafer W without using liquid (water) is described. However, the present invention is not limited to this. / 49504 pamphlet, European Patent Application Publication No. 1,420,298, International Publication No. 2004/055803 Pamphlet, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-289126 (corresponding US Pat. No. 6,952,253), etc. In this exposure, an immersion space including an optical path of illumination light is formed between the projection optical system and the wafer, and the wafer is exposed with illumination light through the liquid in the projection optical system and the immersion space. The present invention can also be applied to an apparatus.
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された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、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は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本発明を適用できる。また、例えば国際公開第2005/074014号パンフレット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本発明は適用が可能である。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the step-and- The present invention can also be applied to a stitch type reduction projection exposure apparatus or a mirror projection aligner. 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 present invention can also be applied to a multi-stage type exposure apparatus provided with a stage. Further, as disclosed in, for example, WO 2005/074014 pamphlet, an exposure apparatus including a measurement stage including a measurement member (for example, a reference mark and / or a sensor) is provided separately from the wafer stage. The present invention is applicable.
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 (output wavelength 126 nm), Kr 2 laser ( It is also possible to use a pulse laser light source with an output wavelength of 146 nm, an ultrahigh pressure mercury lamp that emits a bright line such as g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), and the like. A harmonic generator of a YAG laser or the like can also be used. In addition, as disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 7,023,610, a single wavelength laser beam in an infrared region or a visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser as vacuum ultraviolet light, For example, a harmonic which is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
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、近年、70nm以下のパターンを露光するために、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)光を発生させるとともに、その露光波長(例えば13.5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたEUV露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に適用することができる。 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, in recent years, in order to expose a pattern of 70 nm or less, EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) is generated using an SOR or a plasma laser as a light source, and its exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway. In this apparatus, since a configuration in which scanning exposure is performed by synchronously scanning the mask and the wafer using arc illumination is conceivable, the present invention can also be suitably applied to such an apparatus.
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)にも本発明を適用することができる。 Further, for example, the present invention 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本発明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 present invention 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.
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 performing functional / performance design of a device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and a mask (reticle) by the exposure apparatus of the above-described embodiment. The lithography step for transferring the pattern to the wafer, the development step for developing the exposed wafer, the etching step for removing the exposed member other than the portion where the resist remains by etching, and the resist that has become unnecessary after the etching. It is manufactured through a resist removal step, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging 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.
本発明の露光装置及び露光方法は、物体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、半導体素子又は液晶表示素子などの電子デバイスを製造するのに適している。 The exposure apparatus and exposure method of the present invention are suitable for forming a pattern on an object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element.
141,142…レチクル干渉計、18…ウエハ干渉計、20…主制御装置、221,222…レチクルステージ駆動系、24…ウエハステージ駆動系、100…露光装置、AFS…フォーカスセンサ、AS…アライメント検出系、IOP1,IOP2…照明系、PL…投影光学系、PU…投影ユニット、R11,R12,R13,R21,R22,R23…レチクル、RST11,RST12,RST21,RST22…レチクルステージ、W…ウエハ、WST…ウエハステージ。 14 1 , 14 2 ... reticle interferometer, 18 ... wafer interferometer, 20 ... main controller, 22 1 , 22 2 ... reticle stage drive system, 24 ... wafer stage drive system, 100 ... exposure apparatus, AFS ... focus sensor, AS ... alignment detection system, IOP 1 , IOP 2 ... illumination system, PL ... projection optical system, PU ... projection unit, R 11 , R 12 , R 13 , R 21 , R 22 , R 23 ... reticle, RST 11 , RST 12 , RST 21 , RST 22 ... Reticle stage, W... Wafer, WST... Wafer stage.
Claims (41)
前記複数のマスクのうちの第1マスクを保持して、所定平面内の走査方向に延びる第1直線経路を含む閉じた経路に沿って周回移動可能な第1移動体と;
前記複数のマスクのうちの前記第1マスクとは別の第2マスクを保持して、前記走査方向に延びる第2直線経路を含む閉じた経路に沿って周回移動可能な第2移動体と;
前記物体を保持して、少なくとも前記走査方向に移動可能な第3移動体と;
前記第1移動体及び前記第2移動体に対して共通に設けられた光学系と;
前記第1及び第2移動体を前記走査方向の一向きに交互に駆動すると同時に前記第3移動体を前記走査方向に駆動して、前記第1及び第2移動体がそれぞれ保持する前記第1及び第2マスクに形成されたパターンを交互に、前記光学系を介して、前記第3移動体が保持する前記物体上の前記走査方向に配列された複数の区画領域に連続して転写するパターン転写装置と;を備える露光装置。 An exposure apparatus of a scanning exposure system that transfers a pattern formed on the plurality of masks onto an object using a plurality of masks and one common optical system,
A first moving body that holds the first mask of the plurality of masks and is capable of revolving along a closed path including a first linear path extending in a scanning direction within a predetermined plane;
A second moving body that holds a second mask different from the first mask among the plurality of masks and is capable of circular movement along a closed path including a second linear path extending in the scanning direction;
A third moving body that holds the object and is movable at least in the scanning direction;
An optical system provided in common to the first moving body and the second moving body;
The first and second moving bodies are alternately driven in one direction in the scanning direction , and at the same time, the third moving body is driven in the scanning direction, and the first and second moving bodies respectively hold the first and second moving bodies. And a pattern in which the pattern formed on the second mask is alternately transferred to the plurality of partitioned areas arranged in the scanning direction on the object held by the third moving body via the optical system. An exposure apparatus comprising: a transfer device;
前記複数のマスクのうちの第1マスクを保持して所定平面内の走査方向に延びる第1直線経路を含む閉じた経路に沿って周回移動可能な第1移動体と、前記複数のマスクのうちの前記第1マスクとは別の第2マスクを保持して前記走査方向に延びる第2直線経路を含む閉じた経路に沿って周回移動可能な第2移動体と、を前記走査方向の一向きに交互に駆動すると同時に、前記物体を保持する第3移動体を前記走査方向に駆動して、前記第1及び第2移動体がそれぞれ保持する前記第1及び第2マスクに形成されたパターンを交互に、前記共通の光学系を介して、前記第3移動体が保持する前記物体上の前記走査方向に配列された複数の区画領域に連続して転写する露光方法。 An exposure method of a scanning exposure method for transferring a pattern formed on the plurality of masks onto an object using a plurality of masks and one common optical system,
A first moving body that holds the first mask of the plurality of masks and can move around along a closed path including a first linear path extending in a scanning direction within a predetermined plane; and among the plurality of masks A second moving body that holds a second mask different from the first mask and is capable of reciprocating along a closed path including a second linear path extending in the scanning direction . Simultaneously, the third moving body holding the object is driven in the scanning direction, and the patterns formed on the first and second masks held by the first and second moving bodies, respectively. An exposure method in which images are alternately transferred to a plurality of partitioned areas arranged in the scanning direction on the object held by the third moving body alternately via the common optical system.
前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と;
を含むデバイス製造方法。 A step of forming a pattern on an object using the exposure method according to any one of claims 22 to 40;
Processing the object on which the pattern is formed;
A device manufacturing method including:
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