JPWO2005074015A1 - 板部材の支持方法、板部材支持装置、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
高い平面度が要求される板部材を基板ステージ等上の台座に固定する際に、板部材の変形に伴う面精度の悪化を抑制することができる支持方法及び支持装置等を提供する。所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(1)と、板部材(1)を支持する台座(2)とを備える板部材支持装置(10)において、板部材(1)の一端部(1a)のみを台座(2)に固定して支持するようにした。
Description
本発明は、高集積半導体回路素子の製造のためのリソグラフィ工程で用いられる露光装置、特に各種計測に用いられる板部材を支持する装置に関する技術である。
本願は、2004年1月29日に出願された特願2004−021456号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2004年1月29日に出願された特願2004−021456号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
半導体素子や液晶表示素子あるいは薄膜磁気ヘッド等のデバイスは、成膜処理工程、露光処理工程、エッチング処理工程などの各工程を複数回繰り返すことによって製造される。この露光処理工程では、フォトマスクに形成された回路パターンを感光性基板上に転写する露光装置が用いられ、基板を載置して2次元移動する基板ステージと回路パターンを有するマスクを載置して2次元移動するマスクステージとを有し、マスク上に形成された回路パターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して基板に転写する。
そして、露光処理を行う際には、マスクに形成されている回路パターンに対して基板を精度良く位置合わせしたり、回路パターンの結像面に対して基板の表面(露光面)をレベリングしたりする必要がある。
このため、マスク或いは基板の位置や姿勢等を計測するための基準等となる各種板部材或いはセンサ類が基板ステージ上等に配置されている。
特開2001−338868号公報
そして、露光処理を行う際には、マスクに形成されている回路パターンに対して基板を精度良く位置合わせしたり、回路パターンの結像面に対して基板の表面(露光面)をレベリングしたりする必要がある。
このため、マスク或いは基板の位置や姿勢等を計測するための基準等となる各種板部材或いはセンサ類が基板ステージ上等に配置されている。
上述した板部材等は、回路パターンの微細化に伴い、高い平面度を要求されている。しかしながら、従来は、高い平面度を有する板部材を用いても、その面精度を維持することが困難であるという問題がある。すなわち、板部材を基板ステージ等の台座上に固定する際に、台座の面精度の影響を受け、板部材が変形して面精度を悪化させてしまう。特に、ネジ等の締結手段を用いた場合には、その締結力により板部材が変形して面精度を悪化させてしまう。また、板部材と台座との熱膨張差により、板部材の面精度を悪化させてしまう場合もある。
更に、バネ等の弾性体を介して板部材を固定することにより、上述した問題の解決を図る技術があるが、基板ステージの高加速化により弾性体が変形し、板部材の位置決め精度等が悪化し、板部材を用いた計測精度が悪化するという問題もある。
更に、バネ等の弾性体を介して板部材を固定することにより、上述した問題の解決を図る技術があるが、基板ステージの高加速化により弾性体が変形し、板部材の位置決め精度等が悪化し、板部材を用いた計測精度が悪化するという問題もある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、高い平面度が要求される板部材を基板ステージ等上の台座に固定する際に、板部材の変形に伴う面精度の悪化を抑制することができる支持方法及び支持装置等を提供することを目的とする。
本発明に係る板部材の支持方法、板部材支持装置、ステージ装置、露光装置、及びデバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第1の発明は、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(1)を支持する方法において、板部材(1)の一端部(1a)のみを支持するようにした。この発明によれば、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を片持ち支持するので、板部材を支持する部材との接触面積が小さくなり、支持部材に固定したことによる板部材の変形を抑えることができる。
第1の発明は、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(1)を支持する方法において、板部材(1)の一端部(1a)のみを支持するようにした。この発明によれば、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を片持ち支持するので、板部材を支持する部材との接触面積が小さくなり、支持部材に固定したことによる板部材の変形を抑えることができる。
また、一端部(1a)と領域(AR)との間に、一端部からの変形の伝達を抑制する緩衝部(6)を設けるものでは、一端部に発生した変形が所定の面精度を有する領域に伝わりづらくなるので、更に板部材の面精度を維持することができる。
例えば、緩衝部(6)としては、所定の面精度を有する領域(AR)と一端部(1a)とを離隔させるスリット(7)を用いることができる。また、領域(AR)と一端部(1a)とを連結する弾性ヒンジ(8)を用いることができる。
例えば、緩衝部(6)としては、所定の面精度を有する領域(AR)と一端部(1a)とを離隔させるスリット(7)を用いることができる。また、領域(AR)と一端部(1a)とを連結する弾性ヒンジ(8)を用いることができる。
また、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(21)を支持する方法において、領域(AR)と板部材(21)における被固定領域(21a)との間に、被固定領域からの変形の伝達を抑制する緩衝部(26)を設けるようにした。この発明によれば、被固定領域に発生した変形が所定の面精度を有する領域に伝わりづらくなるので、容易に板部材の面精度を維持することができる。
例えば、緩衝部(26)としては、所定の面精度を有する領域(AR)と被固定領域(21a)とを離隔させるスリット(27)を用いることができる。また、領域(AR)と被固定領域(21a)とを連結する弾性ヒンジ(28)を用いることができる。
また、板部材(1,21)における被固定領域(1a,21a)と狭い隙間(CL1,CL2)を介して対向する面(2b,22b)を有する部材(2,22)を配置して、板部材の振動を抑制するものでは、板部材の振動を被固定領域と対向面との間で発生するスクイーズ効果により減衰させることができるので、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
例えば、緩衝部(26)としては、所定の面精度を有する領域(AR)と被固定領域(21a)とを離隔させるスリット(27)を用いることができる。また、領域(AR)と被固定領域(21a)とを連結する弾性ヒンジ(28)を用いることができる。
また、板部材(1,21)における被固定領域(1a,21a)と狭い隙間(CL1,CL2)を介して対向する面(2b,22b)を有する部材(2,22)を配置して、板部材の振動を抑制するものでは、板部材の振動を被固定領域と対向面との間で発生するスクイーズ効果により減衰させることができるので、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
第2の発明は、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(1)と、板部材を支持する台座(2)とを備える板部材支持装置(10)において、板部材の一端部のみを台座に固定して支持するようにした。この発明によれば、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を片持ち支持するので、台座との接触面積が小さくなり、台座に固定したことによる板部材の変形を抑えることができる。
また、一端部(1a)と領域(AR)との間に、一端部からの変形の伝達を抑制する緩衝部(6)を設けるものでは、一端部に発生した変形が所定の面精度を有する領域に伝わりづらくなるので、更に板部材の面精度を維持することができる。
例えば、緩衝部(6)としては、所定の面精度を有する領域(AR)と一端部(1a)とを離隔させるスリット(7)を用いることができる。また、領域(AR)と一端部(1a)とを連結する弾性ヒンジ(8)を用いることができる。
例えば、緩衝部(6)としては、所定の面精度を有する領域(AR)と一端部(1a)とを離隔させるスリット(7)を用いることができる。また、領域(AR)と一端部(1a)とを連結する弾性ヒンジ(8)を用いることができる。
また、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(21)と、板部材を支持する台座(22)とを備える板部材支持装置(20)において、領域と板部材における被固定領域(21a)との間に、被固定領域からの変形の伝達を抑制する緩衝部(26)を設けるようにした。この発明によれば、被固定領域に発生した変形が所定の面精度を有する領域に伝わりづらくなるので、容易に板部材の面精度を維持することができる。
例えば、緩衝部(26)としては、所定の面精度を有する領域(AR)と被固定領域(21a)とを離隔させるスリット(27)を用いることができる。また、領域(AR)と被固定領域(21a)とを連結する弾性ヒンジ(28)を用いることができる。
また、板部材(1,21)における被固定領域(1a,21a)と狭い隙間を介して対向する対向面(2b,22b)を台座(2,22)に設けるものでは、板部材の振動を被固定領域と対向面との間で発生するスクイーズ効果により減衰させることができるので、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
また、板部材(1,21)は、セラミックス或いはガラスにより形成されるものでは、熱変形による板部材の変形を抑制することができる。
例えば、緩衝部(26)としては、所定の面精度を有する領域(AR)と被固定領域(21a)とを離隔させるスリット(27)を用いることができる。また、領域(AR)と被固定領域(21a)とを連結する弾性ヒンジ(28)を用いることができる。
また、板部材(1,21)における被固定領域(1a,21a)と狭い隙間を介して対向する対向面(2b,22b)を台座(2,22)に設けるものでは、板部材の振動を被固定領域と対向面との間で発生するスクイーズ効果により減衰させることができるので、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
また、板部材(1,21)は、セラミックス或いはガラスにより形成されるものでは、熱変形による板部材の変形を抑制することができる。
第3の発明は、戴置面(RH,WH)に板状体(R,W)を戴置して移動可能な移動部材(RS,XYS)を有するステージ装置(RST,WST)において、移動部材上に第1の発明の方法を用いた板部材支持装置(10,20)、或いは第2の発明の板部材支持装置(10,20)を備えるようにした。この発明によれば、ステージ装置に、所定の面精度を有する板部材が設けられるので、ステージ装置の各種計測の基準として用いることができる。
また、板状体(R,W)と、板部材支持装置(10,20)に支持される板部材(BFP,AIS,WFP)の高平面度領域(AR)とが、同一高さに配置されるものでは、板部材を板状体の計測の基準として用いることができる。
また、板状体(R,W)と、板部材支持装置(10,20)に支持される板部材(BFP,AIS,WFP)の高平面度領域(AR)とが、同一高さに配置されるものでは、板部材を板状体の計測の基準として用いることができる。
第4の発明は、マスク(R)を保持するマスクステージ(RST)と、基板(W)を保持する基板ステージ(WST)とを有し、マスクに形成されたパターン(PA)を基板に露光する露光装置(EX)において、マスクステージと基板ステージの少なくとも一方に、第3の発明のステージ装置(WST,RST)を用いるようにした。この発明によれば、マスク或いは基板の計測を高精度に行うことができる。
第5の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第4の発明の露光装置(EX)を用いるようにした。この発明によれば、微細なパターンを備えるデバイスを製造することができる。
第6の発明は、基板ステージに載置された基板に所定のパターンを形成するための表示素子用の露光装置であって、基板ステージに、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(1)と板部材(1)を支持する台座(2)とを設け、板部材(1)を、その一端部(1a)のみを台座(2)に固定して支持するようにした。
第7の発明は、マスクステージに載置されたマスクに形成されたパターンを基板ステージに載置された基板上に転写する表示素子用の露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージの少なくとも一方に、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(1)と板部材(1)を支持する台座(2)とを設け、板部材(1)を、その一端部(1a)のみを台座(2)に固定して支持するようにした。
第6の発明は、基板ステージに載置された基板に所定のパターンを形成するための表示素子用の露光装置であって、基板ステージに、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(1)と板部材(1)を支持する台座(2)とを設け、板部材(1)を、その一端部(1a)のみを台座(2)に固定して支持するようにした。
第7の発明は、マスクステージに載置されたマスクに形成されたパターンを基板ステージに載置された基板上に転写する表示素子用の露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージの少なくとも一方に、所定の面精度を有する領域(AR)が形成された板部材(1)と板部材(1)を支持する台座(2)とを設け、板部材(1)を、その一端部(1a)のみを台座(2)に固定して支持するようにした。
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第1の発明は、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を支持する方法において、記板部材の一端部のみを支持するようにした。この発明によれば、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を片持ち支持するので、板部材を支持する部材との接触面積が小さくなり、支持部材に固定したことによる板部材の変形を抑えることができる。これにより、板部材の面精度が維持され、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
また、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を支持する方法において、該領域と板部材における被固定領域との間に、被固定領域からの変形の伝達を抑制する緩衝部を設けるようにした。この発明によれば、被固定領域に発生した変形が所定の面精度を有する領域に伝わりづらくなるので、容易に板部材の面精度を維持することができる。これにより、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
第1の発明は、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を支持する方法において、記板部材の一端部のみを支持するようにした。この発明によれば、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を片持ち支持するので、板部材を支持する部材との接触面積が小さくなり、支持部材に固定したことによる板部材の変形を抑えることができる。これにより、板部材の面精度が維持され、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
また、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を支持する方法において、該領域と板部材における被固定領域との間に、被固定領域からの変形の伝達を抑制する緩衝部を設けるようにした。この発明によれば、被固定領域に発生した変形が所定の面精度を有する領域に伝わりづらくなるので、容易に板部材の面精度を維持することができる。これにより、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
第2の発明は、所定の面精度を有する領域が形成された板部材と、板部材を支持する台座とを備える板部材支持装置において、板部材の一端部のみを台座に固定して支持するようにした。この発明によれば、所定の面精度を有する領域が形成された板部材を片持ち支持するので、台座との接触面積が小さくなり、台座に固定したことによる板部材の変形を抑えることができる。これにより、板部材の面精度が維持され、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
また、所定の面精度を有する領域が形成された板部材と、板部材を支持する台座とを備える板部材支持装置において、該領域と板部材における被固定領域との間に、被固定領域からの変形の伝達を抑制する緩衝部を設けるようにした。この発明によれば、被固定領域に発生した変形が所定の面精度を有する領域に伝わりづらくなるので、容易に板部材の面精度を維持することができる。これにより、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
また、所定の面精度を有する領域が形成された板部材と、板部材を支持する台座とを備える板部材支持装置において、該領域と板部材における被固定領域との間に、被固定領域からの変形の伝達を抑制する緩衝部を設けるようにした。この発明によれば、被固定領域に発生した変形が所定の面精度を有する領域に伝わりづらくなるので、容易に板部材の面精度を維持することができる。これにより、板部材を用いた各種計測等を高精度に行うことができる。
第3の発明は、戴置面に板状体を戴置して移動可能な移動部材を有するステージ装置において、移動部材上に第1の発明の方法を用いた板部材支持装置、或いは第2の発明の板部材支持装置を備えるようにした。この発明によれば、ステージ装置に、所定の面精度を有する板部材が設けられるので、ステージ装置の各種計測の基準として用いることができる。これにより、ステージ装置の位置決め精度等を向上させることができる。
第4の発明は、マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを有し、マスクに形成されたパターンを基板に露光する露光装置において、マスクステージと基板ステージの少なくとも一方に、第3の発明のステージ装置を用いるようにした。この発明によれば、マスク或いは基板の計測を高精度に行うことができる。これにより、マスクと基板との位置合わせ(アライメント)を高精度に行うことができる。
第5の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第4の発明の露光装置を用いるようにした。この発明によれば、微細なパターンを備えるデバイスを製造することができる。これにより、半導体メモリの大容量化やCPUプロセッサの高速化・高集積化を達成することができる。
第6の発明によれば、表示素子用の露光装置において、基板の計測を高精度に行うことが可能になる。
また、第7の発明によれば、表示素子用の露光装置において、マスクあるいは基板の計測を高精度に行うことが可能になる。
第6の発明によれば、表示素子用の露光装置において、基板の計測を高精度に行うことが可能になる。
また、第7の発明によれば、表示素子用の露光装置において、マスクあるいは基板の計測を高精度に行うことが可能になる。
1,21 板部材 1a 一端部(被固定領域) 2,22 台座(部材) 2b,22b 対向部(対向面) 6,26 緩衝部 7 スリット部 8,28 弾性ヒンジ 10,20 板部材支持装置 21a 外周部(被固定領域) 27 スリット孔 CL1,CL2 隙間 AR 領域,被検面 R レチクル(板状体、マスク) PA 回路パターン(パターン) RH レチクルホルダ(戴置面) RS ステージ(移動部材) RST レチクルステージ(ステージ装置、マスクステージ) W ウエハ(板状体、基板) WH ウエハホルダ(戴置面) XYS XYステージ(移動部材) WST ウエハステージ(ステージ装置、基板ステージ) EX 露光装置
以下、本発明の板部材の支持方法、板部材支持装置の第1実施形態について図を参照して説明する。図1A,Bは板部材支持装置10を示す図であって、図1Aは平面図、図1Bは側面図である。
板部材支持装置10は、所定の面精度を有する領域ARが形成された板部材1と板部材1の一端が支持される台座2とから構成され、板部材1が台座2の上面にボルト等の締結部材4によって締結支持され、所謂片持ち支持される。そして、板部材1を支持した台座2もまたボルト等の締結部材5によってテーブル3上に締結支持される。
板部材1は、低熱膨張のセラミックス或いはガラスにより形成された平板状の部材であり、一端部(被固定領域)1aと中央部1c先端部1bとから構成される。そして、中央部1cの上面に形成される領域ARは、例えば、ナノメートルオーダーの平面度を有する。板部材1を熱膨張の少ない材料で形成したので、熱変形による領域ARの精度悪化を抑制することができる。
台座(部材)2は、金属やセラミックス材料等により形成された板状部材であり、その上面には、板部材1と接触する接合部2aと、接合部2aから掘り下げられた溝部2cと、接合部2aよりも僅かに低く形成された対向部(対向面)2bとが形成される。
そして、図1に示すように、板部材1を台座2上に締結部材4によって片持ち支持すると、板部材1の一端部1aと台座2の接合部2aのみが密着し、板部材1の中央部1cと台座2の溝部2cとの間に数ミリ程度の隙間が形成され、更に板部材1の先端部1bと台座2の対向部2bとの間に約1〜30μm程度の隙間CL1が形成される。これにより、板部材1は、一端部1aのみが台座2の接合部2aと接触し、他の部分には何れの部材も接触していない状態となる。
板部材支持装置10は、所定の面精度を有する領域ARが形成された板部材1と板部材1の一端が支持される台座2とから構成され、板部材1が台座2の上面にボルト等の締結部材4によって締結支持され、所謂片持ち支持される。そして、板部材1を支持した台座2もまたボルト等の締結部材5によってテーブル3上に締結支持される。
板部材1は、低熱膨張のセラミックス或いはガラスにより形成された平板状の部材であり、一端部(被固定領域)1aと中央部1c先端部1bとから構成される。そして、中央部1cの上面に形成される領域ARは、例えば、ナノメートルオーダーの平面度を有する。板部材1を熱膨張の少ない材料で形成したので、熱変形による領域ARの精度悪化を抑制することができる。
台座(部材)2は、金属やセラミックス材料等により形成された板状部材であり、その上面には、板部材1と接触する接合部2aと、接合部2aから掘り下げられた溝部2cと、接合部2aよりも僅かに低く形成された対向部(対向面)2bとが形成される。
そして、図1に示すように、板部材1を台座2上に締結部材4によって片持ち支持すると、板部材1の一端部1aと台座2の接合部2aのみが密着し、板部材1の中央部1cと台座2の溝部2cとの間に数ミリ程度の隙間が形成され、更に板部材1の先端部1bと台座2の対向部2bとの間に約1〜30μm程度の隙間CL1が形成される。これにより、板部材1は、一端部1aのみが台座2の接合部2aと接触し、他の部分には何れの部材も接触していない状態となる。
上述したように、高い面精度を有する領域ARが形成された板部材1を台座2上に片持ち支持することにより、板部材1を台座2に締結することにより生ずる領域ARの面精度の悪化を防止することができる。なぜならば、板部材1を台座2上に所謂両持ち支持したり、板部材1の略全面を台座2上に支持(密着)させたりすると、板部材1が台座2の上面に沿って変形してしまうからである。つまり、板部材1の領域ARが、台座2の上面の面精度に影響されてしまうのである。このような不都合を回避するためには、台座2の上面も高い面精度を有するように形成する必要が生じる。
しかしながら、本実施形態の板部材支持装置10のように、板部材1を台座2上に片持ち支持することにより、板部材1が台座2の上面に沿って変形することが少なくなるので、板部材1の領域ARの面精度を維持することができる。
しかしながら、本実施形態の板部材支持装置10のように、板部材1を台座2上に片持ち支持することにより、板部材1が台座2の上面に沿って変形することが少なくなるので、板部材1の領域ARの面精度を維持することができる。
更に、板部材1の先端部1bと台座2の対向部2bとの間に約1〜30μm程度の隙間CL1を形成したので、板部材1に上下方向の振動が発生した際に、隙間CL1に生じるスクイーズ効果によってこの振動を制振することができる。
ここで、スクイーズ効果とは、2面(先端部1b,対向部2b)間の相対的な距離が周期的に変動したときに、2面間の間(隙間CL1)に存在する流体(空気)の動粘性により2面間の相対的な距離の変動が妨げられる効果である。本実施形態のように、2面間の間に存在する流体が空気の場合には、その隙間CL1を上述した程度にすることが好ましい。
このように、隙間CL1に生じるスクイーズ効果によって、板部材1の振動が抑えられ、板部材1の領域ARの面精度を動的に維持することができる。
ここで、スクイーズ効果とは、2面(先端部1b,対向部2b)間の相対的な距離が周期的に変動したときに、2面間の間(隙間CL1)に存在する流体(空気)の動粘性により2面間の相対的な距離の変動が妨げられる効果である。本実施形態のように、2面間の間に存在する流体が空気の場合には、その隙間CL1を上述した程度にすることが好ましい。
このように、隙間CL1に生じるスクイーズ効果によって、板部材1の振動が抑えられ、板部材1の領域ARの面精度を動的に維持することができる。
また、板部材1における一端部1aと高い面精度を有する領域ARとの間に、締結部材4の軸力等によって生じる一端部1aの歪みが領域ARに伝わることを抑える緩衝部6を設けてもよい。
図2は図1A,Bの構成にスリット部7を設けた構成を示す図、図3A,Bは図1A,Bの構成に弾性ヒンジ8を設けた構成を示す図である。
このように、緩衝部6として、スリット部7を設けた場合には、一端部1aに生じた歪みは、スリット部7によりその伝達が断絶され、或いはスリット部7を迂回するように伝達するため、領域ARへの影響が少なくなる。また、弾性ヒンジ8を設けた場合には、一端部1aに生じた歪みは、剛性の低い弾性ヒンジ8において開放(弾性ヒンジ8が変形)されるので、領域ARへの影響が少なくなる。
このように、板部材1における一端部1aと高い面精度を有する領域ARとの間に、緩衝部6を設けることにより締結部材4の軸力等による影響を抑え、更に板部材1の領域ARの面精度を維持することができる。
図2は図1A,Bの構成にスリット部7を設けた構成を示す図、図3A,Bは図1A,Bの構成に弾性ヒンジ8を設けた構成を示す図である。
このように、緩衝部6として、スリット部7を設けた場合には、一端部1aに生じた歪みは、スリット部7によりその伝達が断絶され、或いはスリット部7を迂回するように伝達するため、領域ARへの影響が少なくなる。また、弾性ヒンジ8を設けた場合には、一端部1aに生じた歪みは、剛性の低い弾性ヒンジ8において開放(弾性ヒンジ8が変形)されるので、領域ARへの影響が少なくなる。
このように、板部材1における一端部1aと高い面精度を有する領域ARとの間に、緩衝部6を設けることにより締結部材4の軸力等による影響を抑え、更に板部材1の領域ARの面精度を維持することができる。
次に、板部材の支持方法、板部材支持装置の第2実施形態について図を参照して説明する。図4A,Bは板部材支持装置20を示す図であり、図4Aは平面図、図4Bは図4AのAA断面図である。なお、第1実施形態における板部材支持装置10と同一の部材には、同一の番号を付し、説明を省略する。
板部材支持装置20は、所定の面精度を有する領域ARが形成された板部材21と板部材21が支持される台座22とから構成され、板部材21の外周部21aの3箇所が台座22の上面にボルト等の締結部材4によって締結支持される。そして、板部材21を支持した台座22もまたボルト等の締結部材5によって、台座22の外周に設けた3つの足部22dがテーブル3上に締結支持される。なお、図4A,Bにおいては、各締結箇所には2つのボルトが用いられている。
板部材支持装置20は、所定の面精度を有する領域ARが形成された板部材21と板部材21が支持される台座22とから構成され、板部材21の外周部21aの3箇所が台座22の上面にボルト等の締結部材4によって締結支持される。そして、板部材21を支持した台座22もまたボルト等の締結部材5によって、台座22の外周に設けた3つの足部22dがテーブル3上に締結支持される。なお、図4A,Bにおいては、各締結箇所には2つのボルトが用いられている。
板部材21は、低熱膨張のセラミックス或いはガラスにより形成された平板状の部材であり、所定の面精度を有する領域ARが形成される中央部21cと、中央部21cをスリット孔27を開けて取り囲む枠形の外周部(被固定領域)21aと、中央部21cと外周部21aとを連結する3つの弾性ヒンジ28とから構成される。なお、中央部21cの上面に形成される領域ARは、例えば、ナノメートルオーダーの平面度に形成される。板部材21を熱膨張の少ない材料で形成したので、熱変形による領域ARの精度悪化を抑制することができる。
台座(部材)22は、金属やセラミックス材料等により形成された板状部材であり、その上面には、板部材21の中央部21cと対向する対向部22b(対向面)と、対向部22bを取り囲むように形成されると共により対向部22bも低く形成された外周部22aと、外周部22a上に形成されて板部材21の外周部21aと当接する3つの突出部22cとから構成される。更に、台座22の外周には、上述した3つの足部22dが弾性ヒンジ29を介して設けられる。なお、足部22dの下面(テーブル3との接触面)は、台座22の下面よりも僅かに下側(テーブル3側)に形成される。
そして、図4A,Bに示すように、板部材21を台座22上に締結部材4によって締結支持すると、板部材21の外周部21aと台座22の突出部22cのみが密着し、板部材21と台座22との間に隙間が形成され、板部材21の中央部21cと台座22の対向部22bとの間に約1〜30μm程度の隙間CL2が形成される。
更に、台座22をテーブル3上に締結部材5によって締結支持すると、台座22の足部22dとテーブル3の上面とが密着し、台座22の下面とテーブル3の上面との間に約1〜30μm程度の隙間CL3が形成される。
台座(部材)22は、金属やセラミックス材料等により形成された板状部材であり、その上面には、板部材21の中央部21cと対向する対向部22b(対向面)と、対向部22bを取り囲むように形成されると共により対向部22bも低く形成された外周部22aと、外周部22a上に形成されて板部材21の外周部21aと当接する3つの突出部22cとから構成される。更に、台座22の外周には、上述した3つの足部22dが弾性ヒンジ29を介して設けられる。なお、足部22dの下面(テーブル3との接触面)は、台座22の下面よりも僅かに下側(テーブル3側)に形成される。
そして、図4A,Bに示すように、板部材21を台座22上に締結部材4によって締結支持すると、板部材21の外周部21aと台座22の突出部22cのみが密着し、板部材21と台座22との間に隙間が形成され、板部材21の中央部21cと台座22の対向部22bとの間に約1〜30μm程度の隙間CL2が形成される。
更に、台座22をテーブル3上に締結部材5によって締結支持すると、台座22の足部22dとテーブル3の上面とが密着し、台座22の下面とテーブル3の上面との間に約1〜30μm程度の隙間CL3が形成される。
上述したように、高い面精度を有する領域ARが形成された板部材21を台座22上にスリット孔27及び弾性ヒンジ28を介して支持することにより、板部材21を台座22に締結することにより生ずる領域ARの面精度の悪化を防止することができる。なぜならば、締結支持される外周部21aと領域ARが形成された中央部21cとの間に、締結部材4の軸力等によって生じる外周部21aの歪みが領域ARに伝わることを抑える緩衝部26としてのスリット孔27及び弾性ヒンジ28を設けたからである。すなわち、締結部材4の軸力によって外周部21aに生じた歪は、スリット孔27によりその伝達が断絶される。更に、スリット孔7を迂回するように伝達した歪みは、剛性の低い弾性ヒンジ28において開放(弾性ヒンジ28が変形)されるので、領域ARへの影響が少なくなる。
なお、このような作用を得るために、弾性ヒンジ28は、締結部材4からできるだけ離間した位置に設けることが望ましい。外周部21aから領域ARまでの歪みの伝達距離を長くして、領域ARへの影響を少なくするためである。
このように、板部材21における外周部21aと高い面精度を有する領域ARが形成された中央部21cとの間に、緩衝部26を設けることにより締結部材4の軸力による影響を抑え、板部材21の領域ARの面精度を維持することができる。
また、台座22自体も締結部材5によりテーブル3上に締結支持されるが、足部22dと外周部22aとの間に弾性ヒンジ29が設けられるので、足部22dに生じた歪みは弾性ヒンジ29により緩和され、外周部22aへの伝達が抑えられる。
このようにして、締結部材4,5の軸力等による影響を抑え、板部材21の領域ARの面精度を維持することができる。
なお、このような作用を得るために、弾性ヒンジ28は、締結部材4からできるだけ離間した位置に設けることが望ましい。外周部21aから領域ARまでの歪みの伝達距離を長くして、領域ARへの影響を少なくするためである。
このように、板部材21における外周部21aと高い面精度を有する領域ARが形成された中央部21cとの間に、緩衝部26を設けることにより締結部材4の軸力による影響を抑え、板部材21の領域ARの面精度を維持することができる。
また、台座22自体も締結部材5によりテーブル3上に締結支持されるが、足部22dと外周部22aとの間に弾性ヒンジ29が設けられるので、足部22dに生じた歪みは弾性ヒンジ29により緩和され、外周部22aへの伝達が抑えられる。
このようにして、締結部材4,5の軸力等による影響を抑え、板部材21の領域ARの面精度を維持することができる。
また、板部材21の中央部21cと台座2の対向部22bとの間に約1〜30μm程度の隙間CL2が形成されるので、板部材21に発生した上下方向の振動を隙間CL2のスクイーズ効果によって制振することができる。更に、テーブル3の上面と台座22の下面との間に約1〜30μm程度の隙間CL3を形成されるので、台座22に発生した上下方向の振動を隙間CL3のスクイーズ効果によって制振することができる。
このように、テーブル3が振動したとしても、隙間CL2,CL3に生じるスクイーズ効果によって、板部材21の振動が抑えられ、板部材21の領域ARの面精度を動的に維持することができる。
このように、テーブル3が振動したとしても、隙間CL2,CL3に生じるスクイーズ効果によって、板部材21の振動が抑えられ、板部材21の領域ARの面精度を動的に維持することができる。
次に、第2実施形態の板部材支持装置の変形例について説明する。図5A,Bは板部材支持装置20の変形例を示す図である。なお、第2実施形態における板部材支持装置20と同一の部材には、同一の番号を付し、説明を省略する。
図5Aに示す板部材支持装置20は、板部材21と台座22との締結位置を変化させたものである。すなわち、3つの締結部材4の位置を板部材21の外周部21aに略均等配置したものである。そして、3つの弾性ヒンジ28の位置も3つの締結部材4からそれぞれ離間させるように、略均等配置される。このため形状的には、各要素がバランスよく配置されているが、板部材21の外周部21aは中央部21cに対してやや過拘束に支持することになる。すなわち、3つの締結部材4が同じ水平方向の同じ成分を拘束してしまうからである。しかしながら、このような板部材支持装置20によっても、板部材21の領域ARの面精度を十分に維持することができる。
図5Aに示す板部材支持装置20は、板部材21と台座22との締結位置を変化させたものである。すなわち、3つの締結部材4の位置を板部材21の外周部21aに略均等配置したものである。そして、3つの弾性ヒンジ28の位置も3つの締結部材4からそれぞれ離間させるように、略均等配置される。このため形状的には、各要素がバランスよく配置されているが、板部材21の外周部21aは中央部21cに対してやや過拘束に支持することになる。すなわち、3つの締結部材4が同じ水平方向の同じ成分を拘束してしまうからである。しかしながら、このような板部材支持装置20によっても、板部材21の領域ARの面精度を十分に維持することができる。
図5Bに示す板部材支持装置20は、板部材21の外周部21aと中央部21cとを2つの弾性ヒンジ28で連結したものである。このため、板部材21の外周部21aは中央部21cに対して過拘束とはならない。ところが、一方の弾性ヒンジ28が締結部材4に近接配置される。また、中央部21cを2つの弾性ヒンジ28で支持するので、やや不安定な支持となる。しかしながら、このような板部材支持装置20によっても、板部材21の領域ARの面精度を十分に維持することができる。
なお、図1Aから図5Bの構成において、板部材1,21を台座2,22に固定する場合に替わりに、直接、テーブル3に固定してもよい。その場合、板部材1,21とテーブル3の上面の一部との間に所定の隙間CL1,CL2を形成し、これらの隙間CL1,CL2でスクイーズ効果による制振作用を得るようにしてもよい。
次に、上述した板部材支持装置10,20を用いたステージ装置及び露光装置及びデバイスの製造方法の実施形態について、図を用いて説明する。図6は本発明の露光装置EXを示す概念図である。
露光装置EXは、露光光ELをレチクル(板状体、マスク)Rに照明しつつ、レチクルRとウエハ(板状体、基板)Wとを一次元方向に相対的に同期移動させて、レチクルRに形成された回路パターンPAを投影光学系PLを介してウエハW上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。
露光装置EXは、図6に示すように、露光用の光源101、光源101から射出された光束に基づく露光光ELをレチクルRに均一な照度で照明する照明光学系IL、レチクルRを支持するレチクルステージRST、レチクルRから射出される露光光ELをウエハW上に照射する投影光学系PL、ウエハWを支持するウエハステージWST、及び焦点位置検出系センサAFや各種アライメント光学系センサRA,WA1,WA2等を備える。
なお、以下の説明において、投影光学系PLの光軸AXと一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でレチクルRとウエハWとの同期移動方向(走査方向)をX軸方向、Z軸方向及びX軸方向に垂直な方向(非走査方向)をY軸方向とする。更に、X軸、Y軸、及びZ軸まわり方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
露光装置EXは、露光光ELをレチクル(板状体、マスク)Rに照明しつつ、レチクルRとウエハ(板状体、基板)Wとを一次元方向に相対的に同期移動させて、レチクルRに形成された回路パターンPAを投影光学系PLを介してウエハW上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。
露光装置EXは、図6に示すように、露光用の光源101、光源101から射出された光束に基づく露光光ELをレチクルRに均一な照度で照明する照明光学系IL、レチクルRを支持するレチクルステージRST、レチクルRから射出される露光光ELをウエハW上に照射する投影光学系PL、ウエハWを支持するウエハステージWST、及び焦点位置検出系センサAFや各種アライメント光学系センサRA,WA1,WA2等を備える。
なお、以下の説明において、投影光学系PLの光軸AXと一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でレチクルRとウエハWとの同期移動方向(走査方向)をX軸方向、Z軸方向及びX軸方向に垂直な方向(非走査方向)をY軸方向とする。更に、X軸、Y軸、及びZ軸まわり方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
光源101としては、波長約120nm〜約190nmの真空紫外線、例えば、ArFエキシマレーザ(波長:193nm)、フッ素(F2)レーザ(157nm)、クリプトン(Kr2)レーザ(146nm)、アルゴン(Ar2)レーザ(126nm)等を発生させる光源が用いられる。本実施形態においてはArFエキシマレーザ光が用いられる。
また、光源101には、図示しない光源制御装置が併設されており、この光源制御装置は、制御装置CONTからの指示に応じて、射出される露光光ELの発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御等を行う。
また、光源101には、図示しない光源制御装置が併設されており、この光源制御装置は、制御装置CONTからの指示に応じて、射出される露光光ELの発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御等を行う。
照明光学系ILは、ハウジング内に所定の位置関係で配置されたリレーレンズ系、光路折り曲げ用ミラー、コンデンサレンズ系等から成る光学部品を備える。
そして、光源101から射出されたレーザビームは、照明光学系ILに入射され、レーザビームの断面形状が整形されるとともに照度分布がほぼ均一な照明光(露光光)ELとなって、レチクルステージRSTに支持されているレチクルRの回路パターン領域にほぼ均一な照度分布で照射される。
なお、露光光ELの波長は、光源101の波長とは実質的に等しくなっている。
そして、光源101から射出されたレーザビームは、照明光学系ILに入射され、レーザビームの断面形状が整形されるとともに照度分布がほぼ均一な照明光(露光光)ELとなって、レチクルステージRSTに支持されているレチクルRの回路パターン領域にほぼ均一な照度分布で照射される。
なお、露光光ELの波長は、光源101の波長とは実質的に等しくなっている。
レチクルステージ(ステージ装置、マスクステージ)RSTは、レチクルRを真空吸着方式あるいは静電チャックや電磁石などを用いた方式によって吸着保持するレチクルホルダ(戴置面)RHと、レチクルRを走査方向に所定ストロークで移動するステージ(移動部材)RSと、これらを移動させるリニアモータ等のレチクルステージ駆動部RSTDを備える。そして、ステージRSには、矩形開口が形成されており、開口周辺部に設けられたレチクルホルダRHによりレチクルRが真空吸着等により保持される。
また、ステージRS上には、Y軸方向に延びた移動鏡110と、X軸方向に延びた移動鏡(不図示)とが設けられる。移動鏡110には、レーザ干渉計121から測長ビームがミラー122を介して照射される。移動鏡110からの反射光はレーザ干渉計121内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてレチクルRのX軸方向における位置が検出される。同様に、X軸方向に延びた移動鏡にも不図示のレーザ干渉計から測長ビームが照射され、その反射光に基づいてレチクルRのY軸方向における位置が検出される。そして、レーザ干渉計121等の検出結果は制御装置CONTに出力される。
また、ステージRS上には、Y軸方向に延びた移動鏡110と、X軸方向に延びた移動鏡(不図示)とが設けられる。移動鏡110には、レーザ干渉計121から測長ビームがミラー122を介して照射される。移動鏡110からの反射光はレーザ干渉計121内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてレチクルRのX軸方向における位置が検出される。同様に、X軸方向に延びた移動鏡にも不図示のレーザ干渉計から測長ビームが照射され、その反射光に基づいてレチクルRのY軸方向における位置が検出される。そして、レーザ干渉計121等の検出結果は制御装置CONTに出力される。
投影光学系PLは、蛍石、フッ化リチウム等のフッ化物結晶からなるレンズや反射鏡などの複数の投影レンズ系を投影系ハウジングで密閉したものであり、レチクルステージRSTの直下に設けられる。投影レンズ系としては、レチクルRを介して射出される露光光ELを所定の投影倍率β(βは例えば1/4)で縮小する縮小系が用いられる。
そして、レチクルRに照明光学系ILから照明光(紫外パルス光)が照射されると、レチクルR上に形成されたパターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系PLに入射し、その回路パターンPAの部分倒立像が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系PLの像面側の視野中央にY軸方向に細長いスリット状又は矩形状(多角形)に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンPAの部分倒立像は、投影光学系PLの結像面に配置されたウエハW上の複数のショット領域のうちの1つのレジスト層に縮小転写される。
そして、レチクルRに照明光学系ILから照明光(紫外パルス光)が照射されると、レチクルR上に形成されたパターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系PLに入射し、その回路パターンPAの部分倒立像が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系PLの像面側の視野中央にY軸方向に細長いスリット状又は矩形状(多角形)に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンPAの部分倒立像は、投影光学系PLの結像面に配置されたウエハW上の複数のショット領域のうちの1つのレジスト層に縮小転写される。
ウエハステージ(ステージ装置、基板ステージ)WSTは、リニアモータを備えたウエハステージ駆動部WSTDにより2次元平面(XY平面)内を移動可能なXYステージ(移動部材)XYSと、XYステージXYS上に設けられ、ウエハステージ駆動部WSTDによりZ軸方向及びZ軸まわりに微小回転可能なZθステージZSと、ZθステージZS上に設けられ、ウエハWを真空吸着方式や静電チャック方式で吸着保持するウエハホルダ(戴置面)WHとを備える。XYステージXYSは互いに直交する方向へ移動可能な一対のブロックを重ね合わせた構造を有し、装置ベース上においてウエハステージ駆動部WSTDの駆動に基づきX軸方向及びY軸方向に移動可能となっている。更に、ウエハステージWSTは投影光学系PLの光軸に対して傾斜方向にも移動可能に設けられており、ウエハWを支持した際、ウエハWのレベリング調整を含む位置調整を可能としている。
また、ウエハステージWST上には、Y軸方向に延びた移動鏡111と、X軸方向に延びた移動鏡112(図7参照)とが設けられる。移動鏡111には、レーザ干渉計123から測長ビームがミラー124を介して照射される。そして、移動鏡111からの反射光はレーザ干渉計123内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてウエハWのX軸方向における位置が検出される。同様にX軸方向に延びた移動鏡112にも不図示のレーザ干渉計から測長ビームが照射され、その反射光に基づいてウエハWのY軸方向における位置が検出される。そして、レーザ干渉計123等の検出結果は制御装置CONTに出力される。
また、ウエハステージWST上には、Y軸方向に延びた移動鏡111と、X軸方向に延びた移動鏡112(図7参照)とが設けられる。移動鏡111には、レーザ干渉計123から測長ビームがミラー124を介して照射される。そして、移動鏡111からの反射光はレーザ干渉計123内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてウエハWのX軸方向における位置が検出される。同様にX軸方向に延びた移動鏡112にも不図示のレーザ干渉計から測長ビームが照射され、その反射光に基づいてウエハWのY軸方向における位置が検出される。そして、レーザ干渉計123等の検出結果は制御装置CONTに出力される。
図7は、ウエハステージ上に配置される各種基準板を示す図である。図7に示すように、ウエハステージWST上におけるウエハホルダWHと干渉しない位置には、焦点位置検出系センサAFの調整に用いられる基準平面板BFPと、ウエハアライメント系センサWA1のベースライン計測に用いられる基準平面板AFPと、VRA方式のレチクルアライメント系センサRAによるレチクルRの位置計測及びウエハアライメント系センサWA1,WA2のベースライン計測に用いられるアライメント計測用の基準平面板WFPとが設けられる。
これらの基準平面板(板部材)BFP,AFP,WFPは、セラミックスやガラス等の低膨張係数の部材から成り、その上面(後述する各種センサによる被検面(領域)AR)が所定の平面度を有するように形成される。
更に、その被検面ARの位置(Z軸方向の高さ、傾き)がウエハWの表面(露光面)と略一致するように設置される(図1B参照)。なお、基準平面板AFPの下方には基準平面板AFPを通過した光を受光可能な不図示のAIS受光系がウエハステージWST内に埋設される。
そして、基準平面板AFPには、AIS用マーク(不図示)がクロム蒸着などにより形成される。
同様に、アライメント計測用の基準平面板WFPの表面には、各種の基準マーク群(Fiduciary mark)FM(不図示)がクロム蒸着などにより形成される。基準マーク群FMは、レチクルアライメント系センサRAで用いられるVRA用マーク、ウエハアライメント系センサWA1,WA2で用いられるLSA用マーク、LIA用マーク、FIA用マーク(いずれも不図示)を含んでいる。これらのマークは、VRA用マークを基準として予め決められた所定位置に形成される。
なお、AIS用マーク、VRA用マークに対応するマークが、レチクルRの下面側の所定位置にそれぞれクロム蒸着等により形成される。
そして、これらの基準平面板BFP,AFP,WFPには、上述した板部材支持装置10,20が適用される。これにより、基準平面板BFP,AFP,WFPの被検面ARが締結等に伴う歪みのない状態で設置され、所定の平面度が維持される。
これらの基準平面板(板部材)BFP,AFP,WFPは、セラミックスやガラス等の低膨張係数の部材から成り、その上面(後述する各種センサによる被検面(領域)AR)が所定の平面度を有するように形成される。
更に、その被検面ARの位置(Z軸方向の高さ、傾き)がウエハWの表面(露光面)と略一致するように設置される(図1B参照)。なお、基準平面板AFPの下方には基準平面板AFPを通過した光を受光可能な不図示のAIS受光系がウエハステージWST内に埋設される。
そして、基準平面板AFPには、AIS用マーク(不図示)がクロム蒸着などにより形成される。
同様に、アライメント計測用の基準平面板WFPの表面には、各種の基準マーク群(Fiduciary mark)FM(不図示)がクロム蒸着などにより形成される。基準マーク群FMは、レチクルアライメント系センサRAで用いられるVRA用マーク、ウエハアライメント系センサWA1,WA2で用いられるLSA用マーク、LIA用マーク、FIA用マーク(いずれも不図示)を含んでいる。これらのマークは、VRA用マークを基準として予め決められた所定位置に形成される。
なお、AIS用マーク、VRA用マークに対応するマークが、レチクルRの下面側の所定位置にそれぞれクロム蒸着等により形成される。
そして、これらの基準平面板BFP,AFP,WFPには、上述した板部材支持装置10,20が適用される。これにより、基準平面板BFP,AFP,WFPの被検面ARが締結等に伴う歪みのない状態で設置され、所定の平面度が維持される。
図6に戻り、焦点位置検出系(オートフォーカス)センサAFは、ウエハWの表面のZ軸方向における位置(焦点位置)を検出するためのセンサであり、投影光学系PLの側面に送光部151と受光部とを備える。なお、受光部の図は、省略してある。
送光部151からはウエハWに対して非感光性の検出光が照射される。送光部とウエハWとの間には多数のスリットが設けられており、検出光は複数のスリット光を照明し、これらスリット光の像が投影光学系PLの光軸に対して斜めにウエハW上に投影される。受光部はウエハW上で反射した検出光を検出する。最良結像面(ベストフォーカス面)を検出する際には、ウエハステージWSTが駆動されてウエハWのZ軸方向における位置を変化させつつ焦点位置検出系センサAFの送光部からウエハWに対して検出光が照射され、検出光の照射によりウエハWから発生した光を受光部が検出し、この検出結果に基づいて、最良結像面が検出される。なお、焦点位置検出系センサAFは多点AFセンサであるため、ウエハWの傾きも検出することができる。
送光部151からはウエハWに対して非感光性の検出光が照射される。送光部とウエハWとの間には多数のスリットが設けられており、検出光は複数のスリット光を照明し、これらスリット光の像が投影光学系PLの光軸に対して斜めにウエハW上に投影される。受光部はウエハW上で反射した検出光を検出する。最良結像面(ベストフォーカス面)を検出する際には、ウエハステージWSTが駆動されてウエハWのZ軸方向における位置を変化させつつ焦点位置検出系センサAFの送光部からウエハWに対して検出光が照射され、検出光の照射によりウエハWから発生した光を受光部が検出し、この検出結果に基づいて、最良結像面が検出される。なお、焦点位置検出系センサAFは多点AFセンサであるため、ウエハWの傾きも検出することができる。
また、露光装置EXは、レチクルアライメント系として、TTR(Through The Reticule)方式であってビデオ・レチクル・アライメント(VRA)方式のレチクルアライメント系センサRAを備える。また、オフアクシス方式のウエハアライメント系として、FIA(Field Image Alignment)方式のウエハアライメント系センサWA1を備える。更に、TTL(Through The Lens)方式のウエハアライメント系として、LSA(Laser Step Alignment)方式或いはLIA(Laser Interferometric Alignment)方式のウエハアライメント系センサWA2を備える。
レチクルアライメント系センサRAは、照明光学系ILとレチクルステージRSTとの間に設けられており、アライメント光として露光光ELを使用する。また、VRA方式のレチクルアライメント系センサRAは、アライメント光としての露光光ELを基準平面板WFPに導く光学系145と、アライメント光の照射によりFIA用マークから発生した光を受光する受光部146とを備える。
そして、レチクルアライメント系センサRAは、所定のマークを備えたレチクルRに対して照明光学系ILから射出された露光光ELに基づくアライメント光を照射するとともに、投影光学系PLを介してウエハステージWST上の基準平面板WFPに設けられた基準マーク群FMを照射する。更に、レチクルアライメント系センサRAは、アライメント光の照射によりレチクルRから発生した光(反射光)、及び投影光学系PLを介してウエハステージWSTの基準平面板WFPから発生する光(反射光)を受光して、レチクルRの位置合わせを行う。
そして、レチクルアライメント系センサRAは、所定のマークを備えたレチクルRに対して照明光学系ILから射出された露光光ELに基づくアライメント光を照射するとともに、投影光学系PLを介してウエハステージWST上の基準平面板WFPに設けられた基準マーク群FMを照射する。更に、レチクルアライメント系センサRAは、アライメント光の照射によりレチクルRから発生した光(反射光)、及び投影光学系PLを介してウエハステージWSTの基準平面板WFPから発生する光(反射光)を受光して、レチクルRの位置合わせを行う。
FIA方式、オフアクシス方式のウエハアライメント系センサWA1は、投影光学系PLの側部に設けられており、露光光ELとは異なる波長のアライメント光を射出するアライメント用光源134と、アライメント用光源134から射出したアライメント光を基準マーク群FMに導く光学系135,137と、アライメント光の照射によりFIA用マークから発生した光を受光する受光部136とを備える。
そして、ウエハアライメント系センサWA1は、アライメント処理を行うに先立って、AIS用マーク、FIA用マークを照射して、その計測結果に基づいて、レチクルRとウエハアライメント系センサWA2との相対位置であるベースライン量を求める。
そして、ウエハアライメント系センサWA1は、アライメント処理を行うに先立って、AIS用マーク、FIA用マークを照射して、その計測結果に基づいて、レチクルRとウエハアライメント系センサWA2との相対位置であるベースライン量を求める。
LSA或いはLIA方式のウエハアライメント系センサWA2は、アライメント用光源131と、アライメント用光源131から射出したアライメント光を投影光学系PLに入射させる光学系132,138と、アライメント光の照射により基準マーク群FMから発生した光を受光する受光部133とを備える。
なお、LSA方式のアライメント系については、例えば、特開昭60−130742号公報に詳細に開示されている。また、LIA方式のアライメント系については、例えば特開昭61−215905号公報に詳細に開示されている。
そして、アライメント処理を行うに先立って、基準マーク群FMに形成されたLSAマーク、LIAマークを照射して、その計測結果に基づいて、ウエハWの位置計測の基準を求める。
なお、LSA方式のアライメント系については、例えば、特開昭60−130742号公報に詳細に開示されている。また、LIA方式のアライメント系については、例えば特開昭61−215905号公報に詳細に開示されている。
そして、アライメント処理を行うに先立って、基準マーク群FMに形成されたLSAマーク、LIAマークを照射して、その計測結果に基づいて、ウエハWの位置計測の基準を求める。
続いて、以上のような構成を備えた露光装置EXによる露光作業について、簡単に説明する。
まず、制御装置CONTの管理の下、露光作業に先立って準備作業を行う。
具体的には、焦点位置検出系センサAFから基準平面板BFPに複数のスリット光を投光して、複数のスリット光のオフセット調整(原点調整)が行われる。
そして、各種の露光条件が設定された後に、レチクルアライメント系センサRAにより基準平面板WFPを計測してレチクルアライメントを行う。また、ウエハアライメント系センサWA1により基準平面板AFPを計測して、アライメントセンサのベースライン計測が行われる。更に、ウエハアライメント系センサWA1,WA2により基準平面板WFPを計測して、ウエハWのファインアライメント(エンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)等)が行われる。これによりウエハW上の複数のショット領域の配列座標が求められる。
上述したアライメント作業が終了すると、制御装置CONTはアライメント結果に基づいてウエハW側のX軸レーザ干渉計123及びY軸レーザ干渉計の計測値をモニタしつつ、ウエハWのファーストショット(第1番目のショット領域)の露光のための加速開始位置(走査開始位置)にウエハステージ駆動部WSTDに指令してウエハステージWSTを移動させる。
そして、走査開始位置において、制御装置CONTの管理の下で、焦点位置検出系センサAFからウエハWに複数のスリット光を投光すると共にZステージZSを駆動して、レチクルRの回路パターンPAの結像面にウエハWの露光面を合わせる作業(焦点合わせ)が行われる。
まず、制御装置CONTの管理の下、露光作業に先立って準備作業を行う。
具体的には、焦点位置検出系センサAFから基準平面板BFPに複数のスリット光を投光して、複数のスリット光のオフセット調整(原点調整)が行われる。
そして、各種の露光条件が設定された後に、レチクルアライメント系センサRAにより基準平面板WFPを計測してレチクルアライメントを行う。また、ウエハアライメント系センサWA1により基準平面板AFPを計測して、アライメントセンサのベースライン計測が行われる。更に、ウエハアライメント系センサWA1,WA2により基準平面板WFPを計測して、ウエハWのファインアライメント(エンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)等)が行われる。これによりウエハW上の複数のショット領域の配列座標が求められる。
上述したアライメント作業が終了すると、制御装置CONTはアライメント結果に基づいてウエハW側のX軸レーザ干渉計123及びY軸レーザ干渉計の計測値をモニタしつつ、ウエハWのファーストショット(第1番目のショット領域)の露光のための加速開始位置(走査開始位置)にウエハステージ駆動部WSTDに指令してウエハステージWSTを移動させる。
そして、走査開始位置において、制御装置CONTの管理の下で、焦点位置検出系センサAFからウエハWに複数のスリット光を投光すると共にZステージZSを駆動して、レチクルRの回路パターンPAの結像面にウエハWの露光面を合わせる作業(焦点合わせ)が行われる。
準備作業が完了すると、制御装置CONTは、レチクルステージ駆動部RSTD及びウエハステージ駆動部WSTDに指令して、レチクルステージRST及びウエハステージWST(XYステージXYS)とのX軸方向の走査を開始し、レチクルステージRST,ウエハステージWSTがそれぞれの目標走査速度に達すると、露光光ELによってレチクルRのパターン領域が照射され、走査露光が開始される。
そして、レチクルRのパターン領域の異なる領域が露光光ELで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハW上のファーストショット領域に対する走査露光が終了する。これにより、レチクルRの回路パターンPAが投影光学系PLを介してウエハW上のファーストショット領域のレジスト層に縮小転写される。
このファーストショット領域に対する走査露光が終了すると、制御装置CONTにより、ウエハステージWSTがX,Y軸方向にステップ移動し、セカンドショット領域の露光のための加速開始位置に移動する。すなわち、ショット間ステッピング動作が行われる。
そして、セカンドショット領域に対して上述した走査露光を行う。
このようにして、ウエハWのショット領域の走査露光と次ショット領域の露光のためのステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハW上の全ての露光対象ショット領域にレチクルRの回路パターンPAが順次転写される。
そして、レチクルRのパターン領域の異なる領域が露光光ELで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハW上のファーストショット領域に対する走査露光が終了する。これにより、レチクルRの回路パターンPAが投影光学系PLを介してウエハW上のファーストショット領域のレジスト層に縮小転写される。
このファーストショット領域に対する走査露光が終了すると、制御装置CONTにより、ウエハステージWSTがX,Y軸方向にステップ移動し、セカンドショット領域の露光のための加速開始位置に移動する。すなわち、ショット間ステッピング動作が行われる。
そして、セカンドショット領域に対して上述した走査露光を行う。
このようにして、ウエハWのショット領域の走査露光と次ショット領域の露光のためのステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハW上の全ての露光対象ショット領域にレチクルRの回路パターンPAが順次転写される。
上述したように、露光作業に先立つ準備作業において、上述した各種センサ(AF,RA,WA1,WA2)により基準平面板BFP、AFP、WFPの各被検面AR或いは被検面ARに形成された各種マークが計測される。
この際、基準平面板BFP、AFP、WFPの被検面ARは、高い平面度が維持されているので、被検面AR或いは被検面ARに形成された各種マークを高精度に計測することができる。また、ウエハステージWSTの移動に伴う基準平面板BFP、AFP、WFPの振動も、スクイーズ効果により制振されるので、更に被検面AR或いは被検面ARに形成された各種マークを高精度に計測することができる。
これにより、レチクルR及びウエハWのアライメント、ウエハWのレベリングが高精度に行われるので、ウエハW上に微細な回路パターンPAを露光することができる。そして、半導体メモリの大容量化やCPUプロセッサの高速化・高集積化を達成することができる。
この際、基準平面板BFP、AFP、WFPの被検面ARは、高い平面度が維持されているので、被検面AR或いは被検面ARに形成された各種マークを高精度に計測することができる。また、ウエハステージWSTの移動に伴う基準平面板BFP、AFP、WFPの振動も、スクイーズ効果により制振されるので、更に被検面AR或いは被検面ARに形成された各種マークを高精度に計測することができる。
これにより、レチクルR及びウエハWのアライメント、ウエハWのレベリングが高精度に行われるので、ウエハW上に微細な回路パターンPAを露光することができる。そして、半導体メモリの大容量化やCPUプロセッサの高速化・高集積化を達成することができる。
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組合せ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
露光装置EXにおいて、板部材支持装置10,20が適用される板部材として、基準平面板BFP,AFP,WFPを挙げたが、これらに限らない。例えば、ウエハステージ上に配置される照度量、照度むらを計測するための部材等に適用してもよい。
また、板部材支持装置10,20が適用される板部材BFP,AFP,WFPをウエハステージWST上に配置する場合について述べたが、例えば、レチクルステージRST上に配置する場合であってもよい。
本発明が適用される露光装置としては、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを露光し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置を用いてもよい。
また、本発明が適用される露光装置として、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置を用いてもよい。
また、本発明が適用される露光装置として、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置を用いてもよい。
露光装置の用途としては半導体デバイス製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
また、本発明は、投影光学系と基板(ウエハ)との間に供給された液体を介して基板上に所定のパターンを形成する液浸露光装置にも、必要な液体対策を適宜施したうえで適用可能である。液浸露光装置の構造および露光動作は、例えば国際公開第99/49504号パンフレット、特開平6−124873号、および特開平10−303114号に開示されている。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令で許される限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造および露光動作は、例えば特開平10−163099号および特開平10−214783号、特表2000−505958号あるいは米国特許6,208,407号に開示されている。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令で許される限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して木明細書の記載の一部とする。
また、本発明は、特開平11−135400号に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種の計測部材やセンサを備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令で許される限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
また、本発明は、投影光学系と基板(ウエハ)との間に供給された液体を介して基板上に所定のパターンを形成する液浸露光装置にも、必要な液体対策を適宜施したうえで適用可能である。液浸露光装置の構造および露光動作は、例えば国際公開第99/49504号パンフレット、特開平6−124873号、および特開平10−303114号に開示されている。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令で許される限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造および露光動作は、例えば特開平10−163099号および特開平10−214783号、特表2000−505958号あるいは米国特許6,208,407号に開示されている。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令で許される限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して木明細書の記載の一部とする。
また、本発明は、特開平11−135400号に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種の計測部材やセンサを備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令で許される限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
また、本発明が適用される露光装置の光源には、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)等のみならず、g線(436nm)やi線(365nm)等を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。
また、ウエハステージやレチクルステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。さらに、ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット(永久磁石)と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側(ベース)に設ければよい。
ウエハステージの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報及びこれに対応する米国特許5,528,118号に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令で許される限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報及びこれに対応する米国特許5,874,820号に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令で許される限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組立の前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組立工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組立工程の前に、各サブシステム個々の組立工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組立工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
また、半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図8に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置EXによりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ204、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)205、検査ステップ206等を経て製造される。
Claims (23)
- 所定の面精度を有する領域が形成された板部材を支持する方法において、
前記板部材の一端部のみを支持することを特徴とする板部材の支持方法。 - 前記一端部と前記領域との間に前記一端部からの変形の伝達を抑制する緩衝部を設けることを特徴とする請求項1に記載の板部材の支持方法。
- 前記緩衝部は、前記領域と前記一端部とを離隔させるスリットであることを特徴とする請求項2に記載の板部材の支持方法。
- 前記緩衝部は、前記領域と前記一端部とを連結する弾性ヒンジであることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の板部材の支持方法。
- 所定の面精度を有する領域が形成された板部材を支持する方法において、
前記領域と前記板部材における被固定領域との間に、前記被固定領域からの変形の伝達を抑制する緩衝部を設けることを特徴とする板部材の支持方法。 - 前記緩衝部は、前記領域と前記被固定領域とを離隔させるスリットであることを特徴とする請求項5に記載の板部材の支持方法。
- 前記緩衝部は、前記領域と前記被固定領域とを連結する弾性ヒンジであることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の板部材の支持方法。
- 前記板部材における被固定領域と狭い隙間を介して対向する面を有する部材を配置して、前記板部材の振動を抑制することを特徴とする請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の板部材の支持方法。
- 所定の面精度を有する領域が形成された板部材と、前記板部材を支持する台座とを備える板部材支持装置において、
前記板部材の一端部のみを前記台座に固定して支持することを特徴とする板部材支持装置。 - 前記一端部と前記領域との間に前記一端部からの変形の伝達を抑制する緩衝部を設けることを特徴とする請求項9に記載の板部材支持装置。
- 前記緩衝部は、前記領域と前記一端部とを離隔させるスリットであることを特徴とする請求項10に記載の板部材支持装置。
- 前記緩衝部は、前記領域と前記一端部とを連結する弾性ヒンジであることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の板部材支持装置。
- 所定の面精度を有する領域が形成された板部材と、前記板部材を支持する台座とを備える板部材支持装置において、
前記領域と前記板部材における被固定領域との間に、前記被固定領域からの変形の伝達を抑制する緩衝部を設けることを特徴とする板部材支持装置。 - 前記緩衝部は、前記領域と前記被固定領域とを離隔させるスリットであることを特徴とする請求項13に記載の板部材支持方法。
- 前記緩衝部は、前記領域と前記被固定領域とを連結する弾性ヒンジであることを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の板部材支持方法。
- 前記板部材における被固定領域と狭い隙間を介して対向する対向面を前記台座に設けることを特徴とする請求項9から請求項15のうちいずれか一項に記載の板部材支持装置。
- 前記板部材は、セラミックス或いはガラスにより形成されることを特徴とする請求項9から請求項16のうちいずれか一項に記載の板部材支持装置。
- 戴置面に板状体を戴置して移動可能な移動部材を有するステージ装置において、
前記移動部材上に請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の方法を用いた板部材支持装置、或いは請求項9から請求項17のうちいずれか一項に記載の板部材支持装置を備えることを特徴とするステージ装置。 - 前記板状体と前記板部材支持装置に支持される板部材の高平面度領域とは、同一高さに配置されることを特徴とする請求項18に記載のステージ装置。
- マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを前記基板に露光する露光装置において、
前記マスクステージと前記基板ステージの少なくとも一方に、請求項18又は請求項19に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。 - リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項20に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
- 基板ステージに載置された基板に所定のパターンを形成するための表示素子用の露光装置であって、
前記基板ステージが、所定の面精度を有する領域が形成された板部材と該板部材を支持する台座とを備え、前記板部材は、該板部材の一端部のみが前記台座に固定されて支持されていることを特徴とする露光装置。 - マスクステージに載置されたマスクに形成されたパターンを基板ステージに載置された基板上に転写する表示素子用の露光装置であって、
前記マスクステージと前記基板ステージの少なくとも一方が、所定の面精度を有する領域が形成された板部材と該板部材を支持する台座とを備え、前記板部材は、該板部材の一端部のみが前記台座に固定されて支持されていることを特徴とする露光装置。
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