JPWO2008075749A1 - Exposure method and apparatus, and substrate holding apparatus - Google Patents
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Abstract
基板を駆動するための可動部を簡素化又は小型化できるとともに、必要に応じてその基板の表面の平面度を高く維持した状態で露光できる露光装置である。露光光(IL)で投影光学系(PL)を介してウエハ(W)を露光する露光装置において、ウエハ(W)に対向して配置されたガラス板(29)、及びガラス板(29)の底面にウエハ(W)表面を密着させてウエハ(W)を保持する機構を有するウエハパック(28)と、投影光学系(PL)の下部に配置されてガラス板(29)を静電力によって吸引して保持するための電極部材(75)を有する静電軸受部材(37)と、ウエハパック(28)を横方向に磁気的に駆動するためのXYコイルキャリア(40)とを備える。In this exposure apparatus, the movable part for driving the substrate can be simplified or miniaturized, and exposure can be performed in a state where the flatness of the surface of the substrate is kept high as necessary. In an exposure apparatus that exposes a wafer (W) with exposure light (IL) through a projection optical system (PL), a glass plate (29) disposed opposite to the wafer (W), and a glass plate (29) A wafer pack (28) having a mechanism for holding the wafer (W) in close contact with the bottom surface of the wafer (W), and a glass plate (29) disposed under the projection optical system (PL) are attracted by electrostatic force. And an electrostatic bearing member (37) having an electrode member (75) for holding and an XY coil carrier (40) for magnetically driving the wafer pack (28) in the lateral direction.
Description
本発明は、基板に露光光を照射してこの基板を露光する露光技術、その基板を保持するための技術、及びその露光技術を用いるデバイス製造技術に関し、例えば半導体集積回路、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスク等のパターンを基板上に転写する際に適用可能なものである。 The present invention relates to an exposure technique for irradiating a substrate with exposure light to expose the substrate, a technique for holding the substrate, and a device manufacturing technique using the exposure technique, for example, a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal display element, or The present invention is applicable when a pattern such as a mask is transferred onto a substrate in a lithography process for manufacturing various devices such as a thin film magnetic head.
例えば半導体集積回路を製造するためのリソグラフィ工程中で、レチクル(又はフォトマスク等)に形成されたパターンを投影光学系を介して基板としてのフォトレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)の各ショット領域に転写するために、ステッパ等の一括露光型の投影露光装置及びスキャニング・ステッパ等の走査露光型の投影露光装置等の露光装置が使用されている。これらのうち、ウエハを露光対象とする露光装置においては、ウエハの投影光学系の光軸に垂直な平面内の直交する2方向(X方向、Y方向)の位置、並びにその光軸方向の位置(フォーカス位置)及びその直交する2方向の周りの傾斜角(レベリング)等を制御するためのウエハステージが備えられている。 For example, in a lithography process for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a pattern formed on a reticle (or photomask or the like) is applied to a wafer (or glass plate or the like) coated with a photoresist as a substrate via a projection optical system. In order to transfer to each shot area, an exposure apparatus such as a batch exposure type projection exposure apparatus such as a stepper and a scanning exposure type projection exposure apparatus such as a scanning stepper is used. Among these, in an exposure apparatus that uses a wafer as an exposure target, positions in two orthogonal directions (X direction and Y direction) in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system of the wafer, and positions in the optical axis direction thereof. A wafer stage is provided for controlling the (focus position) and the inclination angle (leveling) around two orthogonal directions.
従来のウエハステージは、一般に定盤上に移動可能に載置されたXYステージ上に、ウエハのフォーカス位置及び傾斜角を制御するためのZステージ、及びウエハの裏面を真空吸着又は静電吸着によって保持するウエハホルダを設置して構成されていた。
また、ウエハの搬送装置としては、静電力によって上方からウエハを非接触に保持した状態で、誘導電流によってウエハをウエハの表面に沿った方向(搬送方向)に駆動する搬送装置(例えば、特許文献1参照)、及び上方からの静電力及び気体の吹き出しによってウエハを非接触に保持した状態で、その上方からの静電場分布を変化させることでウエハを搬送方向に駆動する搬送装置(例えば、特許文献2参照)が提案されている。また、ウエハの裏面側で静電場分布を変化させることでウエハを搬送方向に駆動する搬送装置(例えば、特許文献3参照)も提案されている。
Further, as a wafer transfer device, a transfer device that drives the wafer in a direction along the surface of the wafer (transfer direction) by an induced current while the wafer is held in a non-contact state from above by an electrostatic force (for example, patent document) 1), and a transfer device that drives the wafer in the transfer direction by changing the electrostatic field distribution from above in a state where the wafer is held in a non-contact state by electrostatic force and gas blowing from above (for example, patents) Document 2) has been proposed. In addition, a transfer device that drives the wafer in the transfer direction by changing the electrostatic field distribution on the back side of the wafer (see, for example, Patent Document 3) has also been proposed.
従来の露光装置のウエハステージは、定盤上に載置された可動部が、XYステージとしての駆動機構、ウエハの吸着保持機構、及びウエハのフォーカス位置等を制御する機構の全てを備えていたため、その可動部が複雑で大型であり、かつ重量が大きく、露光工程のスループットを高めるために、振動の発生を抑制した状態で、さらに高速にその可動部を駆動することが困難であった。 In the wafer stage of the conventional exposure apparatus, the movable part placed on the surface plate has all of the drive mechanism as the XY stage, the wafer suction holding mechanism, and the mechanism for controlling the focus position of the wafer. In order to increase the throughput of the exposure process, it is difficult to drive the movable part at a higher speed while suppressing the occurrence of vibration in order to increase the exposure process throughput.
また、ウエハは一般に露光面である表面は研磨加工が施されて平面度は良好であるが、その裏面の平面度は表面に比べて劣っている。そのため、従来の吸着保持機構のようにウエハの裏面でウエハを吸着保持する機構では、露光時にウエハの表面の平面度が低下する恐れがある。
さらに、露光装置においては、ウエハの上方に投影光学系が存在するため、従来の静電力等を用いて上方から非接触方式でウエハを搬送する搬送装置は、そのままでは露光装置には容易に適用できないという問題があった。また、従来のウエハの裏面側で静電場分布を変化させることでウエハを駆動する搬送装置は、ウエハのフォーカス位置等を高精度に制御するための機構が別途必要である。In general, the surface of the wafer, which is an exposed surface, is polished and has good flatness, but the flatness of the back surface is inferior to that of the front surface. Therefore, in a mechanism that sucks and holds a wafer on the back surface of the wafer, such as a conventional sucking and holding mechanism, the flatness of the surface of the wafer may be reduced during exposure.
Furthermore, since the projection optical system is present above the wafer in the exposure apparatus, the conventional transfer apparatus that transfers the wafer in a non-contact manner from above using an electrostatic force or the like can be easily applied to the exposure apparatus as it is. There was a problem that I could not. Also, a conventional transfer device that drives a wafer by changing the electrostatic field distribution on the back side of the wafer requires a separate mechanism for controlling the focus position of the wafer with high accuracy.
本発明はこのような問題点に鑑み、露光対象のウエハ等の基板を駆動するための可動部を簡素化又は小型化できるとともに、必要に応じてその基板の表面の平面度を高く維持した状態で露光又は搬送を行うことができる露光技術及びデバイス製造技術を提供することを第1の目的とする。
さらに本発明は、その露光技術で使用できるとともに、露光対象の基板の表面の平面度を高く維持した状態でその基板を保持できる基板保持技術を提供することを第2の目的とする。In view of such problems, the present invention can simplify or downsize a movable part for driving a substrate such as a wafer to be exposed, and maintain a high flatness of the surface of the substrate as necessary. It is a first object of the present invention to provide an exposure technique and a device manufacturing technique that can perform exposure or conveyance.
A second object of the present invention is to provide a substrate holding technique that can be used in the exposure technique and can hold the substrate in a state where the flatness of the surface of the substrate to be exposed is kept high.
本発明による第1の露光方法は、基板に露光光を照射して該基板を露光する露光方法において、その基板を露光位置に搬送する工程及びその基板をその露光光で露光する工程のうちの少なくとも一部の時間において、平坦な面にその基板の表面の少なくとも一部を密着させて、その基板を保持するものである。
本発明による第1の露光装置は、基板に露光光を照射して該基板を露光する露光装置において、平坦な面が形成された所定部材と、その所定部材のその平坦な面にその基板の表面の少なくとも一部を密着させて、その基板を保持する保持機構とを備えたものである。A first exposure method according to the present invention is an exposure method of exposing a substrate by irradiating the substrate with exposure light, the step of transporting the substrate to an exposure position and the step of exposing the substrate with the exposure light. In at least a part of the time, at least a part of the surface of the substrate is brought into close contact with the flat surface to hold the substrate.
According to a first exposure apparatus of the present invention, in an exposure apparatus that irradiates a substrate with exposure light to expose the substrate, a predetermined member on which a flat surface is formed, and the substrate on the flat surface of the predetermined member. And a holding mechanism that holds at least a part of the surface and holds the substrate.
次に、本発明による第2の露光方法は、露光光を光学部材を介して基板に照射して該基板を露光する露光方法において、その基板の表面側に第1静電場を発生させ、その基板の裏面側に第2静電場を発生させ、その第2静電場によりその基板をその露光光が照射される方向と交差する方向に駆動するとともに、その第1静電場によりその基板をその露光光が照射される方向に駆動するものである。
本発明による第2の露光装置は、露光光を光学部材を介して基板に照射して該基板を露光する露光装置において、その基板の表面側に配置されて、第1静電場を発生する第1駆動部と、その基板の裏面側に配置されて、第2静電場を発生する第2駆動部と、を備え、その第2静電場によりその基板をその露光光が照射される方向と交差する方向に駆動するとともに、その第1静電場によりその基板をその露光光が照射される方向に駆動するものである。Next, in a second exposure method according to the present invention, in the exposure method in which the substrate is exposed by irradiating the substrate with exposure light through an optical member, a first electrostatic field is generated on the surface side of the substrate, A second electrostatic field is generated on the back side of the substrate, the substrate is driven by the second electrostatic field in a direction crossing the direction in which the exposure light is irradiated, and the substrate is exposed by the first electrostatic field. It is driven in the direction of light irradiation.
According to a second exposure apparatus of the present invention, in an exposure apparatus that irradiates a substrate with exposure light through an optical member to expose the substrate, the second exposure apparatus is disposed on the surface side of the substrate and generates a first electrostatic field. 1 drive part and the 2nd drive part which is arranged on the back side of the substrate, and generates the 2nd electrostatic field, intersects the direction where the exposure light is irradiated to the substrate by the 2nd electrostatic field And the first electrostatic field drives the substrate in the direction in which the exposure light is irradiated.
また、本発明による基板保持装置は、露光光で光学部材を介して露光される基板を保持する基板保持装置であって、平坦な面が形成された所定部材と、その所定部材のその平坦な面にその基板の表面の少なくとも一部を密着させて、その基板を保持する保持機構とを備えたものである。
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法又は露光装置を用いるものである。A substrate holding apparatus according to the present invention is a substrate holding apparatus for holding a substrate exposed through an optical member with exposure light, the predetermined member having a flat surface, and the flat member of the predetermined member. And a holding mechanism for holding the substrate by bringing at least a part of the surface of the substrate into close contact with the surface.
A device manufacturing method according to the present invention uses the exposure method or exposure apparatus of the present invention.
本発明の第1の露光方法及び装置によれば、露光対象の基板を表面側から保持するため、その基板の裏面側に配置される可動部を簡素化又は小型化できる。また、その基板の裏面側の平面度が表面側より劣る場合でも、その基板の表面の平面度を高く維持した状態で露光又は搬送を行うことができる。
また、本発明の第2の露光方法及び装置によれば、第2静電場によってその基板を表面に沿った方向に駆動し、第1静電場によってその基板の露光光の照射方向の位置(高さ)を制御するという機能分担によって、その基板の裏面側に配置される可動部を簡素化又は小型化しつつ、その基板を非接触状態でほぼ3次元的に高精度に駆動できる。また、その基板の裏面に倣わせてその基板を保持してはいないため、その裏面の平面度が劣る場合でも、その第1静電場の制御等によって露光時にその基板の表面の平面度を高く維持できる。
本発明の基板保持装置によれば、本発明の第1の露光装置の基板の保持機構として使用できるとともに、その基板の表面の平面度を高く維持した状態でその基板を保持できる。According to the first exposure method and apparatus of the present invention, since the substrate to be exposed is held from the front surface side, the movable part arranged on the back surface side of the substrate can be simplified or downsized. Further, even when the flatness of the back surface side of the substrate is inferior to that of the front surface side, exposure or conveyance can be performed in a state where the flatness of the surface of the substrate is maintained high.
Further, according to the second exposure method and apparatus of the present invention, the substrate is driven in the direction along the surface by the second electrostatic field, and the position (high height) of the exposure direction of the substrate is driven by the first electrostatic field. With the function sharing that controls the thickness of the substrate, the movable portion disposed on the back side of the substrate can be simplified or miniaturized, and the substrate can be driven almost three-dimensionally with high accuracy in a non-contact state. In addition, since the substrate is not held following the back surface of the substrate, even when the flatness of the back surface is inferior, the flatness of the surface of the substrate is increased during exposure by controlling the first electrostatic field or the like. Can be maintained.
According to the substrate holding apparatus of the present invention, it can be used as a substrate holding mechanism of the first exposure apparatus of the present invention, and the substrate can be held in a state where the flatness of the surface of the substrate is kept high.
R…レチクル、PL…投影光学系、W…ウエハ、21W…投影領域、28…ウエハパック、29…ガラス板、30…フレーム、33…ダイヤフラム、34…磁性板、35…緩衝部材、36A〜36C…Zアクチュエータ、37…静電軸受部材、38…コンプレッサ、40,40A,40C…XYコイルキャリア、41,41A…ウエハベース、51…主制御系、53,53A…ステージ制御系、62…磁性板、63X,63Y…駆動コイル、64…第1平面モータ、71X,71Y…駆動コイル、72…第2平面モータ、75(75A〜75C)…電極部材、87…電極部材、88…電極部材、89…検出器
R ... reticle, PL ... projection optical system, W ... wafer, 21W ... projection region, 28 ... wafer pack, 29 ... glass plate, 30 ... frame, 33 ... diaphragm, 34 ... magnetic plate, 35 ... buffer member, 36A-36C ... Z actuator, 37 ... electrostatic bearing member, 38 ... compressor, 40, 40A, 40C ... XY coil carrier, 41, 41A ... wafer base, 51 ... main control system, 53, 53A ... stage control system, 62 ...
[第1の実施形態]
以下、本発明の好ましい第1の実施形態につき図1〜図6を参照して説明する。本例は、スキャニング・ステッパよりなる走査露光型の露光装置(投影露光装置)で露光を行う場合に本発明を適用したものである。
図1は、本例の露光装置EXの概略構成を示し、この図1において、露光装置EXは、露光光源1と、露光光源1からの露光光IL(露光ビーム)を用いて転写用のパターンが形成されたレチクルR(マスク)を照明する照明光学系20と、レチクルRを駆動するレチクルステージRSTと、レチクルRのパターンの像をウエハW(基板)上に投影する投影光学系PLと、ウエハWを駆動するウエハ駆動機構と、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系51と、その他の種々の制御又は演算等を行う処理系等とを備えている。露光光源1としてはArFエキシマレーザ光源(波長193nm)が使用されている。なお、露光光源としては、KrFエキシマレーザ光源(波長247nm)、F2 レーザ光源(波長157nm)などの紫外パルスレーザ光源、YAGレーザの高調波発生光源、固体レーザ(半導体レーザなど)の高調波発生装置、又は水銀ランプ(i線等)なども使用できる。[First Embodiment]
A preferred first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this example, the present invention is applied when exposure is performed by a scanning exposure type exposure apparatus (projection exposure apparatus) including a scanning stepper.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus EX of this example. In FIG. 1, the exposure apparatus EX uses an exposure
露光時に露光光源1からパルス発光された露光光ILは、不図示のビーム送光光学系及びミラー2を経て照明光学系20に入射して、第1レンズ3A、第2レンズ3Bを経て断面形状が所定形状に整形された後、ミラー4を介してレボルバ5に固定された回折光学素子6Aに入射して、照明光学系20の瞳面で所定の光量分布(円形分布、輪帯状分布、4極分布等)が得られるように複数方向に回折される。レボルバ5には、別の回折特性を持つ回折光学素子6B,6C等も取り付けられている。主制御系51が、駆動部5aを介してレボルバ5の回転角を制御して、露光光ILの光路上に回折光学素子6A,6B等の何れかを設置することによって、照明条件を切り替えることができる。なお、特定の回折特性を持つ回折光学素子の構造及び製造方法については、例えば本出願人による特開2001−176766号公報に詳細に開示されている。
The exposure light IL pulsed from the exposure
図1において、例えば回折光学素子6Aにより回折された露光光ILは、リレーレンズ7により集光され、第1プリズム8及び第2プリズム9を経てオプティカル・インテグレータとしてのフライアイレンズ10の入射面に集光される。フライアイレンズ10の射出面が照明光学系20の瞳面であり、リレーレンズ7とフライアイレンズ10とからなる合成レンズ系によって、回折光学素子6Aの射出面とフライアイレンズ10の射出面(瞳面)とはほぼ共役(結像関係)となっている。
In FIG. 1, for example, the exposure light IL diffracted by the diffractive
また、プリズム8及び9は、それぞれ照明光学系20の光軸を中心とする円形領域で平行平面板となり、その周辺部で凹及び凸の円錐体となる部材であり、プリズム8及び9を合わせると全体として平行平面板が構成される。この場合、例えば第2プリズム9を照明光学系20の光軸に沿って駆動して、プリズム8及び9の間隔を制御することで、その射出面における光量分布を半径方向に調整できる。なお、光量分布を半径方向に調整する必要がないときには、プリズム8及び9は省略できる。また、フライアイレンズ10の射出面における光量分布をより正確に設定するために、フライアイレンズ10の近傍に、光量分布が大きい領域が開口とされた開口絞り12A〜12D等が形成された開口絞り板11を配置し、回折光学素子6A等とプリズム8及び9の間隔とに応じて、対応する開口絞り12A等をフライアイレンズ10の射出面に配置してもよい。この場合でも、露光光ILの利用効率が高いという利点は得られる。
Each of the
フライアイレンズ10を通過した露光光ILは、反射率の小さいビームスプリッタ13及びリレーレンズ16Aを経て、固定ブラインド(固定視野絞り)17A及び可動ブラインド(可動視野絞り)17Bを順次通過する。可動ブラインド17Bは、レチクルRのパターン面(レチクル面)とほぼ共役な面に配置され、固定ブラインド17Aは、そのレチクル面と共役な面から僅かにデフォーカスされた面に配置されている。
The exposure light IL that has passed through the fly-
固定ブラインド17Aは、レチクル面の照明領域21RをレチクルRの走査方向に直交する非走査方向に細長いスリット状の領域に規定するために使用される。可動ブラインド17Bは、ウエハW上の露光対象のショット領域への走査露光の開始時及び終了時に不要な部分への露光が行われないように、照明領域21Rを走査方向に閉じるために使用される。可動ブラインド17Bは、更に照明領域21Rの非走査方向の中心及び幅を規定するためにも使用される。ブラインド17A,17Bを通過した露光光ILは、サブコンデンサレンズ16B、光路折り曲げ用のミラー18、及びメインコンデンサレンズ19を経て、レチクルRのパターン領域の照明領域21Rを均一な照度分布で照明する。
The fixed blind 17A is used to define the
一方、ビームスプリッタ13で反射された露光光は、集光レンズ14を介して光電センサよりなるインテグレータセンサ15に受光される。インテグレータセンサ15の検出情報は露光量制御系52に供給され、露光量制御系52は、その検出情報と予め計測されているビームスプリッタ13からウエハWまでの光学系の透過率の情報とを用いてウエハW上での露光光ILのエネルギーを間接的に算出する。露光量制御系52は、その算出結果の積算値及び主制御系51からの制御情報に基づいて、ウエハWの表面(露光面)上で適正露光量が得られるように露光光源1の発振周波数及びパルスエネルギー等を制御する。レンズ3A,3Bからメインコンデンサレンズ19までの部材を含んで照明光学系20が構成されている。
On the other hand, the exposure light reflected by the
露光光ILのもとで、レチクルRの照明領域21R内のパターンは、両側テレセントリックの投影光学系PLを介して投影倍率β(βは例えば1/4,1/5等)で、ウエハW上の一つのショット領域上の非走査方向に細長い投影領域21W(図6(A)参照)に投影される。露光対象の基板としてのウエハWは、本例ではシリコン又はSOI(silicon on insulator)等の半導体からなる円板状の基材の表面にフォトレジスト(感光材料)を塗布したものである。また、そのウエハWを構成する円板状の基材の表面(露光面となる面)は研磨加工されて、極めて平面度の高い面とされている。この結果、ウエハWのフォトレジストが塗布されている表面も、極めて平面度の高い面である。一方、ウエハWを構成する円板状の基材の裏面、即ちウエハWの裏面の平面度は表面に比べて劣っている。
Under the exposure light IL, the pattern in the
本例の投影光学系PLは例えば屈折系であるが、反射屈折系等も使用できる。以下、図1において、投影光学系PLの光軸に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向に直交する非走査方向に沿ってX軸を取り、その走査方向に沿ってY軸を取って説明する。また、以下ではX軸、Y軸、Z軸に平行な方向をそれぞれX方向、Y方向、Z方向と呼び、X軸、Y軸、Z軸に平行な軸の周りの回転角(傾斜角)をそれぞれθX,θY,θZと呼ぶ。なお、本例では、X軸及びY軸に平行な面(XY平面)がほぼ水平面であり、−Z方向が鉛直下方である。 The projection optical system PL of this example is a refractive system, for example, but a catadioptric system or the like can also be used. Hereinafter, in FIG. 1, the Z-axis is taken in parallel to the optical axis of the projection optical system PL, and along a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction of the reticle R and the wafer W during scanning exposure in a plane perpendicular to the Z-axis. A description will be given by taking the X axis and taking the Y axis along the scanning direction. In the following, the directions parallel to the X, Y, and Z axes are referred to as the X, Y, and Z directions, respectively, and the rotation angles (tilt angles) around the axes that are parallel to the X, Y, and Z axes. Are called θX, θY, and θZ, respectively. In this example, the plane parallel to the X axis and the Y axis (XY plane) is almost a horizontal plane, and the −Z direction is vertically downward.
先ず、レチクルRはレチクルステージRST上に吸着保持され、レチクルステージRSTはレチクルベース24上でY方向に一定速度で移動すると共に、例えば同期誤差(又はレチクルRのパターン像とウエハW上の露光中のショット領域との位置ずれ量)を補正するようにX方向、Y方向、及びZ軸周りの回転方向に微動して、レチクルRの走査を行う。レチクルステージRSTのX方向及びY方向の側面の反射面(又は移動鏡、コーナリフレクタ等)に対向するようにレーザ干渉計25X及び25Yが配置されている。レーザ干渉計25X及び25Yは、対応する反射面にレーザビーム(少なくとも一方は複数軸のレーザビーム)を照射することによって、例えば投影光学系PLを基準として少なくともレチクルステージRSTのX方向、Y方向の位置を分解能0.1nm程度で計測するとともに、回転角θZを計測し、計測値をステージ制御系53及び主制御系51に供給する。ステージ制御系53は、その計測値及び主制御系51からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構(リニアモータなど)を介してレチクルステージRSTの位置及び速度を制御する。
First, the reticle R is attracted and held on the reticle stage RST, and the reticle stage RST moves on the
また、レチクルRのパターン領域22をX方向に挟むように、アライメントマーク23A及び23Bが形成されている。レチクルRの上方には、光路折り曲げ用のミラーを介してアライメントマーク23A,23Bの位置を検出するためのレチクルアライメント顕微鏡26A,26Bが配置されている。レチクルアライメント顕微鏡26A,26Bの検出信号はアライメント信号処理系54に供給され、アライメント信号処理系54では画像処理方式等で検出したマーク位置の情報を主制御系51に供給する。
In addition, alignment marks 23A and 23B are formed so as to sandwich the
また、投影光学系PLの鏡筒の下部周縁部に、ほぼ等角度間隔で3箇所にそれぞれZ方向に伸縮するZアクチュエータ36A,36B,36Cを介して環状の静電軸受部材37が設置され、静電軸受部材37にコンプレッサ38から可撓性を持つ配管39を介して露光光ILが通過する雰囲気中の気体(例えばドライエア、窒素、又はヘリウム等)と同じ種類の清浄で圧縮された気体が供給されている。そして、静電軸受部材37の底面側に所定間隔を隔てて、浅い箱状の容器であるウエハパック28内に収納されたウエハWが配置されている。ウエハパック28の上部は均一な厚さで矩形の平行平面板状のガラス板29で密閉され、ウエハWの表面(フォトレジストが塗布された露光面)の全面がガラス板29の投影光学系PLに対して反対側の面に密着するように、ウエハWはガラス板29側に付勢及び/又は吸着されている。
An annular
ガラス板29は、露光光ILを透過する石英又は蛍石(CaF2 )等の硝材から形成され、ガラス板29のウエハWの表面が密着している面及びこれと反対側の面の平面度は、ウエハWの表面の平面度と同等か、又はそれ以上に極めて高く加工され、ウエハWは露光光ILによってガラス板29を介して露光される。なお、投影光学系PLの先端部の光学部材とウエハWの表面との間の物体の屈折率が高い程、投影光学系PLの像の解像度を高くできるとともに、焦点深度を深くできるため、ガラス板29は露光光ILを透過するとともに、できるだけ露光光ILに対する屈折率の高い硝材から形成することが好ましい。また、ガラス板29は、上面29bと底面29aとの平行度がよく出るように精度良く加工されているものとする。The
なお、ガラス板29の厚さは、ガラス板29が存在しないときの投影光学系PLとウエハWとの作動距離WD(投影光学系PLの先端部よりもウエハWに近い部材があるときには、この部材とウエハWとの距離)に、ほぼガラス板29の屈折率npを乗じて得られる光路長よりも所定のマージン分だけ薄いという条件下で、できるだけ厚いことが好ましい。その所定のマージンとは、後述のようにガラス板29及びウエハWを一体的にX方向、Y方向に駆動する際の、Z方向の位置の最大変動量である。一例として、ウエハWは厚さが0.75mm程度で、直径が200〜300mm程度の円板状であり、ガラス板29はそのウエハWの全面を覆うことができる矩形(正方形でもよい)で厚さが1mm程度の平板である。
The thickness of the
図2は、図1の露光装置EXのウエハ駆動機構を示す一部を切り欠いた図であり、この図2において、Zアクチュエータ36Aは、静電軸受部材37に固定されたL字型の第1部材36A1と、この先端部を+Z方向に支持するように配置されて、Z方向に伸縮可能な電歪素子(ピエゾ素子等)又は磁歪素子等の駆動素子36A2と、この駆動素子36A2の底面と投影光学系PLの鏡筒とを連結するL字型の第2部材36A3とから構成されている。他のZアクチュエータ36B及び36Cも、それぞれ同様に駆動素子36B2及び36C2を備え、ステージ制御系53が駆動素子36A2〜36C2の伸縮量を制御して、静電軸受部材37の3箇所のZ方向の位置を制御することによって、投影光学系PLに対する静電軸受部材37のZ方向の位置、及び傾斜角θX,θYを微調整できる。
2 is a partially cutaway view showing the wafer drive mechanism of the exposure apparatus EX of FIG. 1. In FIG. 2, the
なお、図1の露光装置EXにおいて、レチクルベース24及び投影光学系PLは、一例として振動的に分離された不図示の異なるコラムに支持されている。そして、図2において、Zアクチュエータ36A〜36C中の投影光学系PLの鏡筒に固定されている第2部材(36A3等)を、投影光学系PLを支持しているコラムとは振動的に分離された別のコラムに固定してもよい。
In the exposure apparatus EX of FIG. 1, the
また、静電軸受部材37の底面側に環状の電極部材75が合成樹脂等の絶縁部材に埋め込まれて設置されている。電極部材75は、実際には、投影光学系PLの光軸AXの周りに等角度間隔で3分割され、分割された3個の電極部材75A,75B,75Cの電荷(又は相対的な電位)をステージ制御系53が独立に制御できるように構成されている。さらに、電極部材75を通して静電軸受部材37の底面(ウエハパック28のガラス板29に対向する面)にかけて、多数の吹き出し孔37aが形成され、これらの吹き出し孔37aは、静電軸受部材37の内部の通気孔37bに連通し、通気孔37bに配管39を介してコンプレッサ38が連結されている。この場合、ステージ制御系53が静電軸受部材37の電極部材75に電荷(例えば正電荷)を与えることによって、ガラス板29の上面に符号が逆の分極電荷(例えば負電荷)が生じて、ガラス板29は静電場によって静電軸受部材37側(+Z方向)に吸引される。また、ステージ制御系53がコンプレッサ38から静電軸受部材37の多数の吹き出し孔37aを介してガラス板29側に(−Z方向に)吹き出される気体の流量を制御することで、ガラス板29が静電軸受部材37に当接することが防止される。従って、ガラス板29を含むウエハパック28は、静電軸受部材37に対してエア予圧式の静電軸受方式によってZ方向に所定間隔を隔てて非接触状態で浮上するように保持される。
An
さらに、電極部材75は、実際には3つの電極部材75A〜75Cに分割されているため、ステージ制御系53はそれらの3つの電極部材75A〜75Cによるガラス板29に対する静電気による吸引力を個別に制御することによって、投影光学系PLに対するウエハパック28のZ方向の位置(フォーカス位置)、及び傾斜角θX,θY(レベリング)よりなる相対位置関係を調整する。個々の電極部材75A〜75Cによるウエハパック28のZ方向の駆動量は、例えば数nm〜数10nm程度である。このために、静電軸受部材37の内側のウエハW上の投影領域21W及び/又はこの近傍の領域の複数の計測点に所定パターンの像を投影する投光部61Aと、ウエハWで反射した検出光を受光する受光部61Bとを含み、その複数の計測点のZ方向の位置を検出するオートフォーカスセンサ(以下、AFセンサという。)61が設けられている。
Furthermore, since the
なお、投光部61A及び受光部61Bは、それぞれ例えば検出光を折り曲げるミラー等の一部の光学系が静電軸受部材37の内側に配置されているのみで、その他の構成部材は、投影光学系PLの側面に配置されている。このAFセンサ61の計測値を処理することによって、ウエハWの表面の投影領域21Wの平均的な面のフォーカス位置及び傾斜角を求めることができ、これらの計測結果はステージ制御系53に供給される。なお、AFセンサ61としては、例えば特開平8−37149号公報に開示されているものを用いることができる。また、AFセンサ61は、ウエハWの表面の計測点の代わりに、ガラス板29の上面の計測点のZ方向の位置を計測し、この計測結果から既知のガラス板29の厚さを差し引くことで、間接的にウエハWの表面でのZ方向の位置を求めるようにしてもよい。
The
この場合、一例として、予めテストプリント等によって、AFセンサ61によって計測される被検面のフォーカス位置及び傾斜角がそれぞれ0のときに、その被検面が投影光学系PLの像面に合致するようにAFセンサ61の初期のオフセット調整が行われている。そこで、ウエハWに対する露光時にステージ制御系53では、AFセンサ61によって計測されるウエハWの投影領域21Wのフォーカス位置及び傾斜角がそれぞれ0になるように、静電軸受部材37内の3個の電極部材75A〜75Cによるガラス板29に対する吸引力を制御する。これによって、ウエハWの表面が常に投影光学系PLの像面に合焦した状態で露光が行われる。
In this case, as an example, when the focus position and the tilt angle of the test surface measured by the
さらに、例えばAFセンサ61の計測値に新たなオフセットが生じた場合には、そのオフセットを補正するように図1のZアクチュエータ36A〜36Cを駆動して、静電軸受部材37のフォーカス位置及び傾斜角を微調整してもよい。これによって、静電軸受部材37内の3個の電極部材75A〜75Cに対する制御が容易になる。なお、静電軸受部材37の吹き出し孔37aを等角度間隔で3組の吹き出し孔群に分割し、これらの3組の吹き出し孔群からウエハパック28に吹き出される気体の流量を独立に制御することによって、ウエハパック28のフォーカス位置及びレベリング角を制御してもよい。
Further, for example, when a new offset occurs in the measured value of the
また、図2に示すように、ウエハパック28は、矩形の枠状の線膨張率が極めて小さい金属又はセラミックス等からなるフレーム30と、この上面に載置されるとともに、底面29aにウエハWの表面が密着しているガラス板29と、フレーム30の底面に溶接等によって固定されて、或る程度の可撓性を持つ非磁性体の金属製の薄い平板状のダイヤフラム33と、このダイヤフラム33の上面(ウエハWに対向する面)に固定されて、所定の磁化パターンが周期的に形成された矩形の平板状の磁性板34と、ウエハWの裏面と磁性板34の上面との間に介装された矩形(又はウエハWと同様の円形等でもよい)の平板状で少なくともZ方向に可撓性を持つ緩衝部材35とを備えている。緩衝部材35は、例えば合成ゴム又は合成樹脂(例えばフッ素系樹脂等)等から形成されて、磁性板34上に接着等によって固定されている。そして、ダイヤフラム33及び磁性板34側から緩衝部材35を介して、ウエハWがガラス板29側に付勢されている。
As shown in FIG. 2, the
なお、ダイヤフラム33は金属製でなくてもよく、可撓性を有し、内部(ウエハWの収納部)を密閉できるようであれば特に材料を限定されるものではない。例えば、プラスチックでもよいし、樹脂を金属でコーティングしたものでも構わない。また、緩衝部材35も合成ゴムや合成樹脂で形成されているものに限定されるものではなく、ウエハWがガラス板29側に押し付けられる力を発生させるようなものであれば特に限定されない。部材そのもので付勢力を発生させるではなく、機構的に付勢力を発生させるようにしてもよい。
The
さらに、図3は、図2のウエハパック28を示す分解斜視図であり、この図3に示すように、フレーム30の上面の周縁部にほぼ矩形の閉じた溝30aが形成され、この溝30a内に合成ゴム又は合成樹脂等の可撓性を持つオーリング32が装着されている。フレーム30の上面にガラス板29を載置すると、ガラス板29とフレーム30及びダイヤフラム33とで囲まれた空間(ウエハWが収納された空間)が、オーリング32によって気密化される。また、フレーム30の上面のオーリング32の内側からフレーム30の内面にかけて多数の吸着孔30cが形成されている。図2に示すように、フレーム30の−Y方向の側面には排気孔30dが形成され、排気孔30dに開閉用のバルブ31aを備えた排気管31が連結されている。この場合、予めバルブ31aを開いた状態で、排気管31を介してウエハパック28の内部が排気されて負圧にされ、ウエハWの表面は実質的に真空吸着によってもガラス板29の底面29aに密着して保持される。この際に、フレーム30の多数の吸着孔30cを介してガラス板29はフレーム30に真空吸着されており、この状態でバルブ31aが閉じられている。なお、本例では、ウエハWは緩衝部材35によってもガラス板29側に付勢されているため、ウエハパック28内の真空度は、ガラス板29をフレーム30に安定に吸着できる程度であればよい。さらに、フレーム30が絶縁材料(誘電体)又は金属等から形成されている場合には、上述のようにガラス板29を上方に静電吸着する際に、静電分極によってガラス板29とフレーム30との間の密着力も向上する。
3 is an exploded perspective view showing the
また、図3において、フレーム30の+X方向及び+Y方向の外側面は、互いに直交するとともに、レーザビームを反射できる高平面度の反射面に仕上げられている。なお、フレーム30の+X方向及び+Y方向の外側面に、レーザビームを反射するための薄い移動鏡を固定してもよい。さらに、フレーム30の±X方向の外側面には、複数箇所に小さい平板状の凸部30bが形成され、ウエハパック搬送用のアーム43によってそれらの凸部30bを介してフレーム30(ウエハパック28)を容易に搬送できるように構成されている。後述のようにウエハWをウエハパック28内に収納する工程では、フレーム30を反転する(ガラス板29が載置される面を鉛直下方にする)場合があるため、そのウエハパック搬送用のアーム43は、実際には凸部30bを上下に挟み込むように安定に保持する。そのアーム43によって、一例として、ウエハパック28はウエハカセット(不図示)の近傍から図1の露光装置EXの投影光学系PLの下方まで搬送される。
In FIG. 3, the outer surfaces of the
なお、フレーム30は必ずしも剛性の高い部材で構成する必要はない。ガラス板の平面度に倣わせるために、底面に設けてあるダイヤフラムと同様、可撓性のある材料(同じダイヤフラムでもよい)で構成してもよい。例えば、ジャバラのようにZ方向に伸縮するような構成となっていてもよい。
この場合、反射面または移動鏡の姿勢が不安定になる可能性があるが、姿勢が安定するような機構を介してフレームに固定されるようにしてもよい。また、移動鏡(反射面)をフレームには取り付けず、例えばガラス板29に取り付けるようにしてもよい。Note that the
In this case, the posture of the reflecting surface or the movable mirror may become unstable, but it may be fixed to the frame via a mechanism that stabilizes the posture. Further, the movable mirror (reflecting surface) may be attached to the
さらに、図3において、ウエハパック28の磁性板34には、一例としてX軸及びY軸に45°で交差するように放射状に磁化した4つのマグネット部MB1,MB2,MB3,MB4よりなる磁化ユニットMUBをX方向及びY方向にそれぞれ周期BX及びBYで2次元的に配置した磁化パターンが形成されている。実際には、その磁化パターンは、磁性板34の底面(ダイヤフラム33に接する面)側に所定の厚さで形成されている。なお、磁化ユニットMUBは、実際には垂直磁化(±Z方向に交互に磁化されていること)が好ましい。また、磁性板34を、マグネット部MB1〜MB4を単位とする独立の多数の永久磁石の集合体として構成してもよい。
Further, in FIG. 3, the
磁性板34の材料は、例えばコバルト系、ニッケル系、又はネオジウム鉄ボロン系等の強磁性体である。さらに、磁性板34は、本例の露光装置EXが設置される室温(例えば23°C)下で線膨張率が極めて小さい磁性材料、好ましくは線膨張率がほぼ0の磁性材料から形成される。線膨張率がほぼ0の材料としては、例えばスーパーインバーマグネットが挙げられる。これによって、後述のように磁力によって磁性板34(ウエハパック28)を駆動する際に、磁性板34の温度が或る程度上昇しても、ウエハパック28及びその内部のウエハWに歪が生じることがない。
The material of the
ここで、例えば未露光のウエハが収納されるウエハカセット(不図示)の近傍で、ウエハWをウエハパック28内に収納する工程の一例につき、図4を参照して説明する。
先ず、図4(A)に示すように、ガラス板29は反転されてその底面29a(ウエハWが当接する面)が鉛直上方(+Z方向)を向くように、支持部材44上に真空吸着又は静電吸着によって保持されている。次に、ウエハ搬送アーム45の先端部にウエハWの裏面が真空吸着等によって保持された状態で、ウエハWの表面Waがガラス板29の底面29aに対向した後、ウエハ搬送アーム45を降下させる。そして、図4(B)に示すように、ウエハWの表面がガラス板29の底面29aに当接した後、ウエハ搬送アーム45の真空吸着を解除して、ウエハ搬送アーム45を待避させる。Here, an example of a process of storing the wafer W in the
First, as shown in FIG. 4 (A), the
その後、図4(C)に示すように、ダイヤフラム33、磁性板34、緩衝部材35、及びオーリング32が装着されたフレーム30を、ウエハパック搬送用のアーム(不図示)によって反転させた状態でウエハWの裏面上に搬送した後、そのアームを降下させて、図4(D)に示すように、フレーム30をガラス板29の底面に載置する。この状態で、主にフレーム30及び磁性板34の荷重によって、緩衝部材35を介してウエハWはガラス板29側に付勢されており、ウエハWの表面はほぼガラス板29の底面に密着している。そして、フレーム30の排気管31のバルブ31aを開いて、排気管31に可撓性を持つ配管46aを介して真空ポンプ46を連結し、真空ポンプ46によって排気孔30dを通してフレーム30、ダイヤフラム33、及びガラス板29で囲まれた空間内の気体を排気する。この結果、吸着孔30cを介してガラス板29がフレーム30に吸着されるとともに、ウエハWの表面のガラス板29の底面に対する密着度が高められる。この状態で、バルブ31aを閉じて、配管46aを排気管31から取り外すことによって、ウエハパック28内へのウエハWの収納が完了する。その後、ウエハパック搬送用のアームによってウエハパック28は反転されて、図1の露光装置EX側に搬送される。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, the
あるいは別の方法として、ウエハWの搬送経路中にチャンバ内部を真空にできる真空チャンバを用意しておき、そのチャンバ内でウエハWをウエハパック28内で位置決めした後、チャンバごと真空に引くようにしてもよい。例えば、チャンバ内でウエハW、ガラス板29、フレーム30、ダイヤフラム33、磁性版34、緩衝材35等の互いの位置を決めた後、チャンバ内の空気を排気して内部を真空状態にする。その後、ガラス板29とフレーム30、フレーム30とダイヤフラム33を固定して、内部のウエハW収容空間を真空のまま密閉する。さらにこの後、チャンバ内を大気に開放し、チャンバ内からウエハパックを取り出して露光装置EXに搬送する。このような方法は、フレーム30の剛性が高い、低いに関わらず実施することが可能である。
Alternatively, as another method, a vacuum chamber capable of evacuating the chamber is prepared in the transfer path of the wafer W, and after positioning the wafer W in the
次に、露光装置EXによって露光が行われたウエハWをウエハパック28から取り出す場合には、図4(D)の状態で(ただし、排気管31に真空ポンプ46を連結する必要はない)、バルブ31aを開いてウエハパック28の内部を大気に開放した後、図4(C)に示すように、フレーム30を上昇させる。次に、図4(B)に示すように、ガラス板29を支持部材44側に吸着保持した状態で、ウエハ搬送アーム45によってウエハWの裏面を吸着して、ウエハ搬送アーム45を上昇させることで、露光済みのウエハWを取り出すことができる。取り出されたウエハWは、例えばコータ・デベロッパに搬送されてフォトレジストの現像が行われる。
Next, when the wafer W exposed by the exposure apparatus EX is taken out from the
なお、図3のウエハパック28では、フレーム30にダイヤフラム33が固定されており、ガラス板29はフレーム30に着脱自在であるが、逆に、フレーム30にガラス板29を固定して、ダイヤフラム33をフレーム30に着脱自在としてもよい。
図1に戻り、ウエハパック28の下方に矩形の平板状で駆動用の種々のコイル等が設けられたXYコイルキャリア40が配置され、XYコイルキャリア40は、気体軸受方式によって非接触状態で、平板状のウエハベース41上にX方向、Y方向、及びZ軸の周りの回転方向に移動可能に載置されている。XYコイルキャリア40の底面側には、ウエハベース41に対してXYコイルキャリア40をX方向、Y方向に駆動するとともに回転角θZを制御する第1平面モータ64用の駆動コイルが設置され、XYコイルキャリア40の上面側には、XYコイルキャリア40に対してウエハパック28(図3の磁性板34)をX方向、Y方向に駆動するとともに回転角θZを制御する第2平面モータ72用の駆動コイルが設置されている。3, the
Returning to FIG. 1, an
また、ウエハパック28(フレーム30)の+X方向及び+Y方向の側面の反射面(又は移動鏡)に対向するようにレーザ干渉計42X及び42Yが配置されている。レーザ干渉計42A及び42Yは、対応する反射面にレーザビーム(少なくとも一方は複数軸のレーザビーム)を照射することによって、例えば投影光学系PLを基準として、少なくともウエハパック28のX方向、Y方向の位置を分解能0.1nm程度で計測するとともに、回転角θZを計測し、計測値をステージ制御系53及び主制御系51に供給する。さらに、本例では、後述のように、XYコイルキャリア40に対するウエハパック28のX方向、Y方向の相対位置を分解能10μm程度で計測するとともに、回転角θZを計測するためのリニアエンコーダと、ウエハベース41に対するXYコイルキャリア40のX方向、Y方向の相対位置を分解能10μm程度で計測するとともに、回転角θZを計測するためのリニアエンコーダとが備えられている。これらのリニアエンコーダの計測値もステージ制御系53に供給されている。ステージ制御系53は、レーザ干渉計42X,42Y及びそれらのリニアエンコーダの計測値、並びに主制御系51からの制御情報に基づいて、上記の平面モータ64及び72を介してウエハパック28及びXYコイルキャリア40の位置及び速度を制御する。
また、投影光学系PLの+Y方向の側面には、ウエハW上のアライメントマーク(ウエハマーク)の位置を検出するためのオフ・アクシス方式で撮像方式のアライメントセンサALGが配置されており、アライメントセンサALGの検出信号はアライメント信号処理系54に供給されている。アライメント信号処理系54は、その検出信号に基づいて例えばエンハンスド・グローバル・アライメント方式(EGA方式)でウエハW上の全部のショット領域の配列情報を求めて主制御系51に供給する。この場合、予めレチクルRのパターンの投影光学系PLを介した像の基準位置(アライメントマーク23A,23Bの像の中心等)と、アライメントセンサALGの検出位置との位置関係(ベースライン量等)の情報が計測されて、記憶されている。そのために、図3に示すように、ウエハパック28のガラス板29の底面のウエハWの近傍には、基準マークFM1等が形成されている。
Further, on the side surface in the + Y direction of the projection optical system PL, an off-axis imaging type alignment sensor ALG for detecting the position of the alignment mark (wafer mark) on the wafer W is arranged. An ALG detection signal is supplied to an alignment
また、本例の露光装置EXは、投影光学系PLの先端の光学部材とウエハW上のガラス板29との間の局所的な領域(液浸領域)に純水等の液体を供給し、露光光ILで投影光学系PL、液体、及びガラス板29を介してウエハWを露光する液浸方式であることが好ましい。この場合、その液浸領域の広がりを抑制するために、ガラス板29の上面にその液体に対して撥液性のコーティングを施すことが好ましい。このように液浸方式とすることによって、その液体及びガラス板29の屈折率に応じて投影光学系PLの解像度及び焦点深度を向上できる。従って、その液体としては、露光光ILを透過するとともに、できるだけ屈折率の大きい液体(例えばデカリン(decalin)等)が好ましい。液浸法で露光するためには、例えば国際公開第99/49504号パンフレット又は国際公開第2005/122221号パンフレット等に開示されているように、かつ図2に示すように、その液浸領域に配管48a及びノズルを介して液体LQを供給する液体供給装置48と、その液浸領域の液体LQをノズル及び配管49aを介して回収する液体回収装置49とを設ければよい。
Further, the exposure apparatus EX of this example supplies a liquid such as pure water to a local region (immersion region) between the optical member at the tip of the projection optical system PL and the
図1の露光装置EXを用いた露光時には、不図示のウエハローダ系によって、未露光のウエハWを収納したウエハパック28がXYコイルキャリア40上に載置された後、レチクルR及びウエハWのアライメントが行われる。その後、静電軸受部材37を介してウエハパック28を非接触に浮上させて保持した状態で、照明光学系20から露光光ILをレチクルR上の照明領域21Rに照射する。そして、照明領域21R内のパターンを投影光学系PLを介してウエハW上の一つのショット領域上の投影領域に投影した状態で、レチクルステージRST及びXYコイルキャリア40の平面モータを駆動して、レチクルRとウエハW(ウエハパック28)とをY方向に同期移動する動作と、露光光ILの照射を停止して、XYコイルキャリア40の平面モータを駆動してウエハW(ウエハパック28)をX方向及び/又はY方向にステップ移動する動作とが繰り返される。この動作の繰り返しによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハW上の各ショット領域にレチクルRのパターン像が露光される。その後、不図示のウエハローダ系によって、露光済みのウエハWを収納したウエハパック28は、コータ・デベロッパ(不図示)側に搬送される。
At the time of exposure using the exposure apparatus EX of FIG. 1, the
次に、本例の図1の露光装置EXのXYコイルキャリア40及びウエハパック28を駆動するための平面モータ64及び72の構成等、並びにウエハパック28及びウエハベース41とXYコイルキャリア40との2次元的な相対位置を計測するためのリニアエンコーダの構成等につき説明する。
図2に示すように、露光装置EXのウエハベース41は床FL上に設置され、ウエハベース41の上面には、所定の磁化パターンが周期的に形成された磁性板62が固定されている。磁性板62の上面は高い平面度に仕上げられており、磁性板62上に、気体を吹き出す複数(例えば4隅)のエアガイド68を介して非接触状態で、XYコイルキャリア40が載置されている。XYコイルキャリア40の底面に第1平面モータ64を構成するX軸の駆動コイル63X及びY軸の駆動コイル63Yが固定されている。Next, the configuration of the
As shown in FIG. 2, the
図5(A)は、図1のウエハベース41を示す平面図であり、この図5(A)において、磁性板62の表面には所定の厚さで、X軸及びY軸に45°で交差するように放射状に磁化した4つのマグネット部MA1,MA2,MA3,MA4よりなる磁化ユニットMUAをX方向及びY方向にそれぞれ周期AX及びAYで2次元的に配置した磁化パターンが形成されている。このように、表面に磁化パターンが形成された磁性板62を用いることによって、その上の2点鎖線で示すXYコイルキャリア40を第1平面モータ64で駆動する際に、より重心に近い位置での駆動が可能になり、XYコイルキャリア40をより安定に駆動できる。
FIG. 5A is a plan view showing the
なお、磁化ユニットMUAを用いる代わりに、図5(B)に示すように、+Z方向に磁化したマグネット部MC1,MC3と、−Z方向に磁化したマグネット部MC2,MC4とからなる垂直磁化した磁化ユニットMUCをX軸及びY軸に45°で交差する方向に所定ピッチで配列した磁化パターンを用いることが好ましい。また、磁性板62を、マグネット部MA1〜MA4を単位とする個別の多数の永久磁石の集合体として構成してもよい。磁性板62は、ウエハパック28内の磁性板34と同様に、本例の露光装置EXが設置される室温下で線膨張率が極めて小さい磁性材料、好ましくはスーパーインバーマグネット等のように線膨張率がほぼ0の磁性材料から形成される。これによって、磁性板62に対して磁力によってXYコイルキャリア40を駆動する際に、磁性板62の温度が或る程度上昇しても、ウエハベース41に歪が生じることがなく、XYコイルキャリア40を高精度に駆動できる。
Instead of using the magnetization unit MUA, as shown in FIG. 5 (B), the perpendicularly magnetized magnetization comprising the magnet parts MC1 and MC3 magnetized in the + Z direction and the magnet parts MC2 and MC4 magnetized in the −Z direction. It is preferable to use a magnetization pattern in which the units MUC are arranged at a predetermined pitch in a direction crossing the X axis and the Y axis at 45 °. The
また、図5(A)において、XYコイルキャリア40の底面には、磁性板62の磁化パターンの周期に応じて、XYコイルキャリア40をX方向(非走査方向)に駆動するための例えば3相のX軸の駆動コイル63Xと、XYコイルキャリア40をY方向(走査方向SD)に駆動するための例えば3相のY軸の駆動コイル63Yとが、それぞれ複数組設置されている。この場合、駆動コイル63X及び63Yと、磁性板62の磁化パターン(より正確にはX方向及びY方向に周期AX及びAYで変化する磁場分布)とから、それぞれX軸のリニアモータ64X及びY軸のリニアモータ64Yが構成され、2軸のリニアモータ64X及び64Yから第1平面モータ64が構成されている(図2参照)。ステージ制御系53の制御のもとで、リニアモータ64X及び64Yはそれぞれウエハベース41に対してXYコイルキャリア40をX方向及びY方向に非接触状態で駆動する。また、図5(A)から分かるように、リニアモータ64X及び64Yはそれぞれ複数軸であるため、一方のリニアモータ64X(又は64Y)を2軸で異なる駆動量だけ駆動することによって、XYコイルキャリア40の回転角θZを制御することも可能である。なお、平面モータ64を使用する代わりに、駆動方向が直交する2つの1次元のリニアモータ等を組み合わせた駆動機構を用いてもよい。
5A, on the bottom surface of the
また、XYコイルキャリア40の底面に、ウエハベース41上の磁性板62の磁化パターンの磁場(X方向、Y方向に周期AX,AYで変化する磁場)を検出するホール素子等を含む検出器67A及び67Bが固定されている。検出器67A及び67Bはそれぞれウエハベース41(磁性板62)に対するXYコイルキャリア40のX方向、Y方向の相対位置を分解能10μm程度で検出する。これらの検出結果からXYコイルキャリア40の回転角θZも求められる。検出器67A及び67Bの検出結果は、X軸及びY軸の駆動コイル63X及び63Yの相切り換え(コミュテーション)にも使用される。
The
なお、検出器67A及び67Bはインクリメンタル方式であるため、原点を設定するために、磁性板62の+Y方向の端部に、X方向に所定間隔で原点検出用のパターン65A及び65Bが埋め込まれている。これに対応して、XYコイルキャリア40の底面の+Y方向の端部には、パターン65A及び65Bと同じX方向の間隔で、パターン65A及び65BのX方向、Y方向の絶対位置を磁性板62の磁化パターンの周期AX,AYよりも狭い範囲内で検出するための、光学式又は静電容量式等の原点センサ66A及び66Bが固定されている。本例では、一例として、原点センサ66A及び66Bで同時にパターン65A及び65BのX方向、Y方向の位置を検出してから、検出器67A,67Bで検出される磁場が所定位相になるときに、検出器67A及び67BのX軸、Y軸の計測値をそれぞれリセットする。この後に検出器67A及び67Bによって検出されるXYコイルキャリア40の位置は、ウエハベース41上のパターン65A及び65Bを基準とする絶対位置とみなすことが可能である。このように、パターン65A,65B、原点センサ66A,66B、磁性板62の磁化パターン、及び検出器67A,67Bを含んで、ウエハベース41に対するXYコイルキャリア40の2次元的な相対位置を計測するための第1リニアエンコーダが構成されている。この第1リニアエンコーダの計測値はステージ制御系53に供給されている。
Since the
また、図6(A)は、図2のウエハパック28、XYコイルキャリア40、及びウエハベース41を示す平面図であり、この図6(A)に示すように、XYコイルキャリア40の上面のほぼ全面に、図3のウエハパック28内の磁性板34の磁化パターンの周期に応じて、XYコイルキャリア40に対してウエハパック28をX方向(非走査方向)及びY方向(走査方向SD)に駆動するための例えば3相のX軸の駆動コイル71X及びY軸の駆動コイル71Yが、それぞれ複数組設置されている。この場合も、駆動コイル71X及び71Yと、図3の磁性板34の磁化パターンとから、それぞれX軸のリニアモータ72X及びY軸のリニアモータ72Yが構成され、2軸のリニアモータ72X及び72Yから第2平面モータ72が構成されている(図2参照)。図2のステージ制御系53の制御のもとで、リニアモータ72X及び72YはそれぞれXYコイルキャリア40に対してウエハパック28をX方向及びY方向に非接触状態で駆動する。この際に、ウエハパック28のZ方向の位置及び傾斜角θX,θYは、図2の静電軸受部材37による静電的な吸引及び気体の吹き出しによって非接触状態で制御されている。
6A is a plan view showing the
また、図6(A)から分かるように、リニアモータ72X及び72Yはそれぞれ複数軸であるため、一方のリニアモータ72X(又は72Y)を2軸で異なる駆動量だけ駆動することによって、ウエハパック28の回転角θZを制御することも可能である。なお、平面モータ64及び/又は72としては、例えば米国特許第6,437,463号明細書に開示されている平面モータを使用してもよい。指定国または選択国の法令が許す範囲において上記の米国特許第6,437,463号の開示を援用して本文の記載の一部とする。
As can be seen from FIG. 6A, the
また、図2に示すように、XYコイルキャリア40の上面に、ウエハパック28内の磁性板34の磁化パターンの磁場を検出するホール素子等を含む検出器74A及び74Bが固定されている。検出器74A及び74BはそれぞれXYコイルキャリア40に対するウエハパック28(磁性板34)のX方向、Y方向の相対位置を分解能10μm程度で検出する。これらの検出結果からウエハパック28のXYコイルキャリア40に対する回転角θZも求められる。検出器74A及び74Bの検出結果は、駆動コイル71X及び71Yの相切り換え(コミュテーション)にも使用される。
As shown in FIG. 2, detectors 74 </ b> A and 74 </ b> B including Hall elements that detect the magnetic field of the magnetization pattern of the
検出器74A及び74Bについても、原点を設定するために、ダイヤフラム33の底面中央部に原点検出用のパターン73Bが固定されている。XYコイルキャリア40の上面中央部には、パターン73BのX方向、Y方向の位置を図3の磁性板34の磁化パターンの周期BX,BYよりも狭い範囲内で検出するための、光学式又は静電容量式等の原点センサ73Aが固定されている。なお、原点センサ73A及びパターン73Bも実際には2組設けられている。一例として、原点センサ73Aでパターン73BのX方向、Y方向の位置を検出してから、検出器74A,74Bで検出される磁場が所定位相になるときに、検出器74A,74BのX軸、Y軸の計測値をそれぞれリセットする。この後に検出器74A,74Bによって検出されるウエハパック28の位置は、パターン73Bが検出器74Bによって検出される位置を基準とする絶対位置とみなすことが可能である。このように、原点センサ73A、パターン73B、磁性板34の磁化パターン、及び検出器74A,74Bを含んで、XYコイルキャリア40に対するウエハパック28の2次元的な相対位置を計測するための第2リニアエンコーダが構成されている。この第2リニアエンコーダの計測値もステージ制御系53に供給されている。
For the
ただし、本例では、ウエハパック28のX方向、Y方向の位置、及び回転角θZは、図1のレーザ干渉計42X,42Yによっても計測されている。そこで、予めウエハベース41とウエハパック28とが所定の位置関係の状態でレーザ干渉計42X,42Yの計測値をリセット又はプリセットしておくことで、その後は、レーザ干渉計42X,42Yの計測値(ウエハベース41に対するウエハパック28の相対位置)から図5(A)の検出器67A,67Bを含む第1リニアエンコーダの計測値(ウエハベース41に対するXYコイルキャリア40の相対位置)を差し引くことで、XYコイルキャリア40に対するウエハパック28の相対位置を求めるようにしてもよい。この場合には、図2のXYコイルキャリア40の上面側の原点センサ73A及びパターン74B等を省略することが可能である。
However, in this example, the position of the
図1のステージ制御系53では、レーザ干渉計42X,42Y、図5(A)の検出器67A,67Bを含む第1リニアエンコーダ、及び図2の検出器74A,74Bを含む第2リニアエンコーダの計測値、並びに主制御系51からの制御情報に基づいて、図2の第1平面モータ64及び第2平面モータ72を駆動する。この場合、図1のレチクルRの位置と対応するウエハパック28(ウエハW)の位置関係は、レーザ干渉計42X,42Yの計測値に基づいて制御され、XYコイルキャリア40の位置は、一例として、できるだけウエハパック28がXYコイルキャリア40の中央部に位置するように制御される。
In the
次に、走査露光時及びステップ移動時の第1平面モータ64及び第2平面モータ72の駆動方法の一例につき説明する。
先ず、図6(A)に示すように、ウエハパック28内のウエハWの一つのショット領域SA1を投影光学系PLの投影領域21Wに対して+Y方向に移動してショット領域SA1を露光する走査露光時には、図2の第2平面モータ72を駆動して、XYコイルキャリア40に対してウエハパック28を矢印A1で示す+Y方向に移動する。ステージ制御系53は、その動作と並行して、図2の第1平面モータ64を駆動して、ウエハパック28の+Y方向への移動によるXYコイルキャリア40に対する逆方向への反力を相殺するように、ウエハベース41に対してXYコイルキャリア40を矢印A2で示す−Y方向に移動する。このカウンターバランス方式の駆動によって、ウエハパック28を走査する際に発生する振動量を極めて小さくでき、その結果として重ね合わせ精度等を向上できる。Next, an example of a method for driving the first
First, as shown in FIG. 6A, scanning is performed in which one shot area SA1 of the wafer W in the
なお、ウエハW上の一連のショット領域に露光する際には、通常はウエハWの走査方向は±Y方向に交互に反転する。そのため、そのカウンターバランス方式の駆動を行っても、ウエハパック28とXYコイルキャリア40との位置関係が次第に大きくずれていくことはない。
次に、図6(B)に示すように、ウエハW上のショット領域SA1の露光後にそれに−X方向に隣接するショット領域SA2に露光する場合、露光光ILの照射を停止して、ウエハWを1つのショット領域の幅分だけ+X方向にステップ移動する必要がある。このために、図2の第2平面モータ72を駆動して、XYコイルキャリア40に対してウエハパック28を矢印B1で示す+X方向に移動する。ステージ制御系53では、その動作に僅かに先行して、図2の第1平面モータ64をフィードフォワード方式で駆動して、ウエハパック28の+X方向への移動によるXYコイルキャリア40に対する逆方向への反力を上回る駆動力を発生して、ウエハベース41に対してXYコイルキャリア40を矢印B2で示す+X方向に移動する。このときの投影光学系PLに対するウエハパック28の+X方向への移動量と、投影光学系PLに対するXYコイルキャリア40の+X方向への移動量とはほぼ同じとしてもよい。When exposing a series of shot areas on the wafer W, the scanning direction of the wafer W is normally reversed alternately in the ± Y direction. For this reason, even if the counter balance driving is performed, the positional relationship between the
Next, as shown in FIG. 6B, when the shot area SA2 on the wafer W is exposed to the shot area SA2 adjacent to the −X direction after the exposure, the irradiation of the exposure light IL is stopped and the wafer W is stopped. Must be stepped in the + X direction by the width of one shot area. For this purpose, the second
同様に、ウエハWをY方向にステップ移動する場合にも、ウエハパック28を駆動する際に、ステージ制御系53はXYコイルキャリア40をフィードフォワード方式で同じ方向に駆動するようにしてもよい。ステップ移動中には、このようなXYコイルキャリア40の駆動によって多少の振動が発生しても、露光精度には影響しない。さらに、ウエハパック28の動き出しの際にこのようにウエハパック28とXYコイルキャリア40とを同じ方向に駆動することによって、ウエハパック28駆動時のカウンタマスとして機能するコイルキャリア40のストロークを短くすることができる。つまり、本来、ウエハパック28駆動時の反力によってウエハパック28の駆動方向とは逆向きに動くXYコイルキャリア40を、予めウエハパック28と同方向に駆動させてその後逆向きに移動させるようにしてあるので、反力を打ち消すのに必要なコイルキャリア40のストロークが短くなる。また、ステップ移動前後でウエハパック28とXYコイルキャリア40との相対位置が変化しないため、その後のウエハWのショット領域SA2の走査露光動作に円滑に移行することができ、露光工程のスループットを高めることができる。
Similarly, when stepping the wafer W in the Y direction, when driving the
次に、本例の変形例につき図7及び図8を参照して説明する。
先ず、図7は、図1の露光装置をダブルステージ方式とした場合のウエハ駆動機構を示すものである。図2及び図6(A)に対応する部分に同一又は類似の符号を付した図7において、ウエハベース41A上の磁性板には図6(A)のウエハベース41と同じく磁化ユニットMUAをX方向、Y方向に周期的に配列した磁化パターンが形成されているが、ウエハベース41Aはウエハベース41に比べて面積が大きくなっている。また、ウエハベース41A上には、平面モータ64及び72を備えたXYコイルキャリア40(図7の例に関しては、第1のXYコイルキャリア40という。)が気体軸受を介して移動可能に載置され、XYコイルキャリア40上にウエハWを収納したウエハパック28(図7の例に関しては、第1のウエハパック28という。)が載置されている。ウエハWの表面はガラス板29の底面に密着している。Next, a modification of this example will be described with reference to FIGS.
First, FIG. 7 shows a wafer driving mechanism when the exposure apparatus of FIG. 1 is of a double stage system. In FIG. 7, in which parts corresponding to those in FIGS. 2 and 6A are given the same or similar reference numerals, the magnetic unit MUA is placed on the magnetic plate on the
また、図7のウエハベース41A上には、第1のXYコイルキャリア40と同じ構成の第2のXYコイルキャリア40Aも移動可能に載置され、第2のXYコイルキャリア40A上にもウエハWと同じ形状のウエハW1を収納した第2のウエハパック28Aが載置され、ウエハW1の表面もガラス板29と同じガラス板29Aの底面に密着している。即ち、第2のウエハパック28Aの底面側には、図3の磁性板34と同じ磁化パターンが形成された磁性板が設置され、第2のXYコイルキャリア40Aは、X軸及びY軸の駆動コイル71XA,71YAを含むリニアモータ72XA,72YAから構成されて、XYコイルキャリア40Aに対してウエハパック28Aを2次元的に駆動する第2平面モータ72Aを備えている。また、第2のXYコイルキャリア40Aの底面には、第1のXYコイルキャリア40の第1平面モータ64と同じく、ウエハベース41Aに対してXYコイルキャリア40Aを2次元的に駆動する第1平面モータ64Aが設けられている。さらに、第2のXYコイルキャリア40Aにも、第1のXYコイルキャリア40と同様に、ウエハベース41Aに対するXYコイルキャリア40Aの相対位置を計測する第1のリニアエンコーダ、及びXYコイルキャリア40Aに対するウエハパック28Aの相対位置を計測する第2のリニアエンコーダも設けられている。
Further, a second XY coil carrier 40A having the same configuration as that of the first
また、図7のウエハベース41A上には、投影光学系PLの結像特性、露光光の照射エネルギー、及びアライメントセンサのベースライン量等を計測するための計測ステージ77も気体軸受を介して移動可能に載置されている。計測ステージ77の底面には、ウエハベース41Aに対して計測ステージ77を2次元的に駆動するための第1平面モータ64と同様の平面モータ64B、及びウエハベース41Aに対する計測ステージ77の相対位置を計測するためのリニアエンコーダが設けられている。
Further, on the
この他の構成は、図1の実施形態と同様であり、図7の投影光学系PLの下端にも、Zアクチュエータ36A〜36Cを介して、ウエハパック28又は28Aをエア予圧式の静電軸受方式によってZ方向に所定間隔を隔てて非接触状態で浮上するように保持する静電軸受部材37が備えられている。また、投影光学系PLの下方のウエハパック28(又は28A)の位置は、図1のレーザ干渉計42X,42Yに対応するレーザ干渉計(図7では不図示)によって計測されている。さらに、XYコイルキャリア40,40A及び計測ステージ77は、それぞれ可撓性を持つ信号ケーブル76A,76B,76Cを介して図1の主制御系51及びステージ制御系53に対応する駆動系に連結されており、この駆動系によってその動作が統括制御される。
Other configurations are the same as those in the embodiment of FIG. 1, and the
図7の例において、図示されているように、XY平面内で第1のXYコイルキャリア40が位置する領域を第1領域ST1、第2のXYコイルキャリア40Aが位置する領域を第2領域ST2とする。この場合、第1領域ST1で露光を行い、第2領域ST2でウエハWの計測等(例えば、光学系の焦点位置の基準位置からのZ方向のズレ量の計測等)とウエハW(ウエハパック28)のロード・アンロードとを行うようにしてもよい。また、第1領域ST1と第2領域ST2は一部重なっていてもよい。そして、例えば第2領域ST2に位置する第2のXYコイルキャリア40A側では、第2のウエハパック28A内のウエハW1が露光済みであるとする。この場合、第1領域ST1にある投影光学系PLの下方に第1のXYコイルキャリア40及び第1のウエハパック28を移動して、投影光学系PLの投影領域21Wに対してウエハパック28内のウエハWをY方向に走査して、ウエハWの露光を行う動作と並行して、第2領域ST2にある第2のXYコイルキャリア40Aをウエハ(ウエハパック)のローディング位置(図7ではウエハベース41Aの+X方向及び−Y方向の端部)に移動して、第2のウエハパック28Aを未露光のウエハが収納された別のウエハパックと交換する。この結果、第1のウエハパック28内のウエハWの露光終了後に、すぐに第2のXYコイルキャリア40Aを投影光学系PLの下方に移動して未露光のウエハへの露光を開始できるため、露光工程のスループットを向上できる。
In the example of FIG. 7, as shown in the drawing, the region where the first
なお、ウエハ又はウエハパックのローディング位置の近傍にアライメントセンサを配置して、一方のXYコイルキャリア40(又は40A)側でウエハに対する露光を行っている際に、他方のXYコイルキャリア40A(又は40)側で未露光のウエハのアライメントを行うようにしてもよい。
また、ウエハパック28(28A)を別の未露光のウエハが収納されたウエハパックと交換する代わりに、ローディング位置にあるXYコイルキャリア40(又は40A)の近傍において、図4に示したウエハパック28からのウエハの取り出し及び収納を行うようにしてもよい。このようにウエハパック28(28A)内の露光済みのウエハを別の未露光のウエハと交換した後、ウエハパック28(28A)を再びXYコイルキャリア40(又は40A)上に戻すことによって、ウエハパック28(28A)を繰り返して使用することができる。When the alignment sensor is disposed near the loading position of the wafer or wafer pack and the wafer is exposed on one XY coil carrier 40 (or 40A) side, the other XY coil carrier 40A (or 40) is used. The alignment of the unexposed wafer may be performed on the () side.
Further, instead of replacing the wafer pack 28 (28A) with a wafer pack containing another unexposed wafer, the wafer pack shown in FIG. 4 near the XY coil carrier 40 (or 40A) at the loading position. The wafer from 28 may be taken out and stored. In this way, after the exposed wafer in the wafer pack 28 (28A) is replaced with another unexposed wafer, the wafer pack 28 (28A) is returned to the XY coil carrier 40 (or 40A) again, whereby the wafer is obtained. The pack 28 (28A) can be used repeatedly.
次に、図8(A)は、ウエハWが密着するガラス板29をステージに直接固定した露光装置の要部を示し、この図8(A)において、投影光学系PLの下方の平板状の定盤78上に気体軸受を介してX方向、Y方向に移動可能にXYステージ79が載置され、XYステージ79上に、例えばボイスコイルモータ方式等でZ方向に駆動される3箇所のZ駆動部81A,81B,81Cを介してZステージ80が支持されている。XYステージ79は、例えば不図示のガイド機構に沿って2組のリニアモータによって直交するX方向、Y方向に駆動される。Zステージ80のX方向、Y方向の側面の反射面(又は移動鏡)に不図示のレーザ干渉計からレーザビームが照射され、そのレーザ干渉計によって少なくともZステージ80のX方向、Y方向の位置、及び回転角θZ等が計測されている。
Next, FIG. 8A shows the main part of the exposure apparatus in which the
そして、Zステージ80の上面にY方向に離れた2箇所の支持部材82A及び82Bを介してガラス板29が着脱可能に保持され、ガラス板29の底面29aにウエハWの表面(フォトレジストが塗布された露光面)の全面が密着している。この場合、支持部材82A,82Bに不図示の真空ポンプに連結される吸着孔82Aa,82Ba等が形成され、これらの吸着孔82Aa,82Ba等によって支持部材82A,82B上にガラス板29が真空吸着方式で保持されている。
Then, the
また、支持部材82A,82Bの上部に、連結部材83A,83Bを介して、ガラス板29の上面にほぼ接する程の高さで、かつ少なくともウエハWの端部上方に達する長さの平板状の電極板84A,84Bが配置され、電極板84A,84Bに不図示の制御装置から所定の電荷(又は電位)を与えることによって、ガラス板29の底面にウエハWを静電吸着によって保持できるように構成されている。さらに、不図示のAFセンサを介して計測されるウエハWの表面のフォーカス位置等に基づいて、Z駆動部81A,81B,81Cを介してZステージ80のフォーカス位置等を制御することによって、ウエハWの表面を投影光学系PLの像面に合焦させることができる。
Further, a flat plate-like shape having a height that is substantially in contact with the upper surface of the
この例では、未露光のウエハWは、一例としてウエハ搬送アーム85に載置された状態で、支持部材82A,82Bの間まで搬送される。次に、ウエハ搬送アーム85を上昇させて、ウエハWの表面をガラス板29の底面29aに接触させて、電極板84A,84Bに正又は負の電荷を帯電させることによって、ウエハWがガラス板29に吸着保持される。その後、Zステージ80(ウエハW)の位置を不図示のレーザ干渉計によって計測し、この計測値に基づいてXYステージ79を駆動することによって、投影光学系PLからの露光光ILでガラス板29を介してウエハWを露光する。その後、ウエハWの裏面にウエハ搬送アーム85を配置して、電極板84A,84Bの帯電を解除するか、又は短時間のみ逆の電荷を帯電させることによって、ウエハWがウエハアーム85に受け渡される。
In this example, the unexposed wafer W is transferred between the
この図8(A)の露光装置においても、ウエハWの表面がガラス板29の底面に密着するようにウエハWが保持されるため、Zステージ80の構造が簡素化できるとともに、ウエハWの裏面の平面度に影響されることなく、ウエハWの表面を高い平面度に維持した状態でウエハWを露光することができる。従って、不図示のレチクルのパターンが投影光学系PLを介してウエハWの各ショット領域に高精度に露光される。また、仮にガラス板29に異物が付着した場合には、支持部材82A,82Bを介しての真空吸着を解除することによって、ガラス板29を別のガラス板と迅速に交換することができる。
In the exposure apparatus of FIG. 8A as well, since the wafer W is held so that the surface of the wafer W is in close contact with the bottom surface of the
また、図8(B)は、ウエハWの表面の一部の領域を対向して配置された部材の一面に密着させて、ウエハWを保持する露光装置の要部を示し、この図8(B)において、図8(A)に対応する部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図8(B)において、Zステージ80上にY方向に離れて固定された2箇所の支持部材82A,82B上に、環状で底面86aが研磨加工によって高い平面度に仕上げられた金属製の保持部材86が固定されている。また、保持部材86の底面86cの内縁付近のウエハWの表面と接触する領域に吸着用の環状の溝86cが形成され、溝86cは、保持部材86の内部に形成された排気孔86bを介して可撓性を持つ配管87に接続され、配管87が不図示の真空ポンプに接続されている。FIG. 8B shows a main part of the exposure apparatus that holds the wafer W by bringing a part of the surface of the wafer W into close contact with one surface of the member arranged to face the wafer W. FIG. In B), members corresponding to those in FIG. 8A are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
In FIG. 8 (B), a metal holding having an
図8(B)の例でも、未露光のウエハWは、一例としてウエハ搬送アーム85に載置された状態で、支持部材82A,82Bの間まで搬送される。次に、ウエハ搬送アーム85を上昇させて、ウエハWの表面の±Y方向の端部を保持部材86の底面86aに接触させて、配管87を介して保持部材86の溝86cを負圧にすることによって、ウエハWが保持部材86の底面86aに吸着保持される。その後、投影光学系PLからの露光光ILでウエハWを露光した後、ウエハWの裏面にウエハ搬送アーム85を配置して、真空吸着を解除することによって、ウエハWがウエハアーム85に受け渡される。
In the example of FIG. 8B as well, the unexposed wafer W is transferred between the
この図8(B)の露光装置においても、ウエハWの表面の一部が保持部材86の高平面度の底面に密着するようにウエハWが保持されるため、Zステージ80の構造が簡素化できるとともに、ウエハWの裏面の平面度に影響されることなく、ウエハWの表面を高い平面度に維持した状態でウエハWを露光することができる。従って、不図示のレチクルのパターンが投影光学系PLを介してウエハWの各ショット領域に高精度に露光される。
In the exposure apparatus of FIG. 8B as well, the structure of the
次に、上記の本発明の第1の実施形態及びその変形例の作用効果につき説明する。
(A1)上記の図1、図8(A)、又は図8(B)の露光装置EXによれば、ウエハWを投影光学系PLの下方の露光位置に搬送する工程及びウエハWを露光光ILで露光する工程のうちの少なくとも一部の時間において、ガラス板29の底面又は保持部材86の底面である高平面度の面(平坦な面又は基板に対向して配置された面。以下、接触用の面ともいう。)にウエハWの表面の少なくとも一部を密着させて、ウエハWを保持している。従って、ウエハWの裏面側にはウエハの吸着機構を設ける必要がないため、ウエハWの裏面側のステージ系の可動部を単純化又は小型化できる。また、そのウエハWの裏面側の平面度が表面側より劣る場合でも、そのウエハWの表面の平面度を高く維持した状態で露光又は搬送を行うことができる。Next, functions and effects of the first embodiment of the present invention and the modifications thereof will be described.
(A1) According to the exposure apparatus EX shown in FIG. 1, FIG. 8 (A), or FIG. 8 (B), the process of transporting the wafer W to the exposure position below the projection optical system PL and the wafer W as exposure light. In at least a part of the time of exposure with IL, a high flatness surface (a flat surface or a surface disposed facing the substrate, which is the bottom surface of the
(A2)また、ガラス板29又は保持部材86の接触用の面にウエハWの表面を静電吸着又は真空吸着によって密着させて保持しているため、ウエハWの表面をその接触用の面に良好に密着させることができる。
(A3)また、図2の構成では、ウエハパック28内の緩衝部材35によってガラス板29の底面29aにウエハWの表面を付勢しているため、ウエハWの表面をその底面に良好に密着させることができる。なお、例えば図8(A)の露光装置においては、ウエハWの裏面側の緩衝部材(不図示)によって、ガラス板29の底面29a側(+Z方向)にウエハWの表面を付勢してもよい。この場合には、静電吸着又は真空吸着を併用することなく、ウエハWを付勢するのみで、ウエハWの表面をガラス板29の底面29aに密着させることができる。(A2) Further, since the surface of the wafer W is held in close contact with the contact surface of the
(A3) Further, in the configuration of FIG. 2, since the surface of the wafer W is urged against the
(A4)また、図2、図8(A)、図8(B)に示すように、ガラス板29又は保持部材86の接触用の面にウエハWの表面の少なくとも一部を密着させて、ウエハWを保持した状態で、露光光ILでウエハWの表面上のショット領域を露光する場合には、ウエハWの表面の平面度を高くした状態で露光を行うことができるため、レチクルRのパターンを投影光学系PLを介してウエハWのショット領域に転写する際の線幅精度、及び重ね合わせ精度等を向上できる。従って、微細パターンを有するデバイスを高精度に製造できる。
(A4) Further, as shown in FIGS. 2, 8A, and 8B, at least a part of the surface of the wafer W is brought into close contact with the contact surface of the
(A5)また、図2に示すように、露光光ILを透過するガラス板29の底面29aにウエハWの表面のショット領域を含む領域を密着させて、ウエハWを保持した状態で、露光光ILでガラス板29を介してウエハWのショット領域を露光する場合には、ガラス板29の屈折率は通常の気体よりも高いため、ガラス板29の屈折率に応じて投影光学系PLの解像度及び焦点深度を改善できる。
(A5) Further, as shown in FIG. 2, the exposure light is held in a state where the region including the shot region on the surface of the wafer W is brought into close contact with the
(A6)さらに、露光光ILで、投影光学系PL、投影光学系PLの先端部とガラス板29との間の露光光ILの光路を含む空間(液浸空間)に供給された液体LQ、及びガラス板29を介してウエハWのショット領域を露光する場合には、投影光学系PLからウエハWまでの全光路の屈折率を大きくできるため、投影光学系PLの解像度及び焦点深度をさらに改善できる。
(A6) Further, with the exposure light IL, the liquid LQ supplied to the projection optical system PL, a space (immersion space) including the optical path of the exposure light IL between the tip of the projection optical system PL and the
(A7)また、このように液浸法で露光を行う場合に、ガラス板29の液体LQと接する面に液体LQに対して撥液性のコーティングを施すときには、ガラス板29上に供給された液体LQを狭い液浸領域に容易に閉じこめることができる。また、ウエハWのフォトレジスト上に形成できるコーティングには制約があるが、ガラス板29上に形成できるコーティングには制約が殆どないため、液体LQが高屈折率でフォトレジスト上に形成できる撥液性のコーティングがないような場合でも、ガラス板29上には有効な撥液性のコーティングを形成できる場合がある。
(A7) Further, in the case of performing exposure by the liquid immersion method as described above, when a liquid-repellent coating is applied to the liquid LQ on the surface of the
(A8)また、図2の例では、電極部材75を有するとともに、コンプレッサ38からの圧縮された気体が供給される多数の吹き出し孔37aが形成された静電軸受部材37を備えている。そして、ウエハWの露光時に、ガラス板29の底面29aにウエハWの表面を密着させた状態で、ガラス板29及びウエハWを一体的に保持したウエハパック28を、投影光学系PLに対してその光軸AXの方向(露光光ILが照射される方向)にウエハWの表面が投影光学系PLの像面に所定の許容範囲内で合致するような位置関係で保持するために、静電軸受部材37の電極部材75によってガラス板29を静電的に吸引するとともに、静電軸受部材37の吹き出し孔37aからガラス板29に流量が制御された気体を吹き付けている。従って、投影光学系PLに対してウエハパック28を非接触状態で安定に、かつウエハWの表面と投影光学系PLの像面との合焦精度を高くして保持することができる。
(A8) In addition, the example of FIG. 2 includes an
(A9)また、図2の例では、静電軸受部材37を3箇所で光軸AX方向に駆動するZアクチュエータ36A〜36Cを備え、ウエハWと投影光学系PLとの光軸AX方向の位置関係(フォーカス位置、傾斜角θX,θY)を制御するために、静電軸受部材37をZ方向に駆動することができる。従って、例えばウエハWの表面と投影光学系PLの像面とのオフセット分をそのZアクチュエータ36A〜36Cで補正することで、合焦精度を向上できる。なお、Zアクチュエータ36A〜36Cは省略することが可能である。
(A9) Further, in the example of FIG. 2,
(A10)また、図2の例では、ウエハパック28において、ウエハWをガラス板29と、極性の異なる発磁体(図3の磁化ユニットMUBのマグネット部MB1〜MB4)を交互に配列してなる磁性板34とで挟むように一体的に保持し、その磁性板34と、その磁性板34に対してウエハWと反対側に配置されたXYコイルキャリア40上に固定された駆動コイル71X,71Yとを含む第2平面モータ72を備えている。そして、ウエハパック28を投影光学系PLに対してX方向及びY方向(露光光ILが照射される方向と交差する方向)に移動するために、第2平面モータ72の駆動コイル71X,71Yによって磁性板34を磁気的に駆動しているため、非接触状態で高速にウエハパック28(ウエハW)を移動できる。
(A10) Further, in the example of FIG. 2, in the
(A11)また、磁性板34を、露光装置が設置される室温下で線膨張率がほぼ0の材料から形成した場合には、第2平面モータ72の駆動によって磁性板34の温度が上昇しても、ウエハWが変形しない。
(A12)また、図2の例では、駆動コイル71X,71Yが固定されたXYコイルキャリア40をウエハベース41に対してX方向、Y方向に駆動するための第1平面モータ64を備えている。そして、投影光学系PLに対してウエハパック28(ウエハW)をX方向、Y方向に駆動するために、第1平面モータ64によってXYコイルキャリア40(駆動コイル71X,71Y)をX方向、Y方向に駆動する場合には、駆動コイル等を備えた複雑な構成のXYコイルキャリア40を小型にして、かつウエハパック28(ウエハW)の移動ストロークを大きくできる。(A11) Further, when the
(A12) In the example of FIG. 2, a first
なお、図2において、XYコイルキャリア40の駆動コイル71X,71Yが配置された上部をX方向、Y方向に拡大することによって、XYコイルキャリア40をウエハベース(定盤)とみなして、このウエハベース上でウエハパック28をX方向、Y方向に駆動してもよい。この構成では、駆動コイル71X,71Yの使用量は増加するが、XYコイルキャリア40の底面の第1平面モータ64及びウエハベース41を設ける必要はなくなる。
In FIG. 2, the
(A13)また、図6に示すように、ウエハWを露光するために投影光学系PLに対してウエハW(ウエハパック28)をY方向(所定の移動方向)に移動するに際して、XYコイルキャリア40(駆動コイル71X,71Y)に対してウエハパック28(磁性板34)をY方向に駆動するとともに、その反力を相殺するように、XYコイルキャリア40を逆方向に移動させる場合には、振動の発生を抑制できる。
(A13) As shown in FIG. 6, when moving the wafer W (wafer pack 28) in the Y direction (predetermined movement direction) with respect to the projection optical system PL in order to expose the wafer W, an XY coil carrier is used. When the wafer pack 28 (magnetic plate 34) is driven in the Y direction with respect to 40 (drive coils 71X and 71Y) and the
(A14)また、図7に示すように、ガラス板29,29A、ウエハW,W1、及び磁性板34等を一体化したウエハパック28及び28Aと、駆動コイル71X,71Y及び71XA,71YAが固定されたXYコイルキャリア40及び40Aとをそれぞれ含む第1及び第2ステージ機構を、共通のウエハベース41A上で並列に駆動する場合には、ウエハの露光工程のスループットを向上できる。
(A14) Further, as shown in FIG. 7, the wafer packs 28 and 28A in which the
(A15)次に、図2及び図3に示すウエハWを収納(保持)したウエハパック28は、平坦な面又は基板(ウエハW)に対向して配置された面である底面29aが形成されたガラス板29と、その底面29aにウエハWの表面の全面を密着させてウエハWを保持する緩衝部材35及び真空吸着機構とを備えている。
また、図8(A)のガラス板29、支持部材82A,82B、及びZステージ80を有するウエハ保持装置は、ガラス板29の底面29aにウエハWの表面の全面を密着させてウエハWを保持するために、ガラス板29上に配置された電極板84A,84Bを帯電する静電吸着機構を備えている。一方、図8(B)の環状の保持部材86、支持部材82A,82B、及びZステージ80を有するウエハ保持装置は、ガラス板29の底面29aにウエハWの表面の一部を密着させてウエハWを保持するために、保持部材86の溝86cを負圧にする真空吸着機構を備えている。(A15) Next, the
The wafer holding apparatus having the
これらのウエハパック28又はウエハ保持機構は、図1の露光装置EX又は図8(A)、(B)の露光装置においてウエハを保持する機構として使用できるとともに、ウエハWの表面の平面度を高く維持した状態でウエハWを保持できる。
(A16)また、図2のウエハパック28は、ガラス板29の底面29aにウエハWの表面を付勢する緩衝部材35を有するため、簡単な機構で底面29aへのウエハWの表面の密着度を高められる。緩衝部材35としては、小型の圧縮コイルばね等も使用可能である。The
(A16) Since the
(A17)また、ウエハパック28のガラス板29、フレーム30、及びダイヤフラム33で囲まれた空間は、ガラス板29の底面29aにウエハWの表面が接触した領域の周囲の雰囲気を負圧に維持する気密室として機能するため、底面29aへのウエハWの表面の密着度を高められる。なお、例えばフレーム30に対してガラス板29をばね機構等で固定して、緩衝部材35等でウエハWをガラス板29側に付勢する構成を採用する場合には、ウエハパック28内部を負圧にする機構は省くことができる。
(A17) In the space surrounded by the
(A18)また、ウエハパック28は、その気密室の一部を構成する平板状のダイアフラム33と、ダイアフラム33とウエハWとの間に介装される緩衝部材35とを含む付勢機構を備えているため、簡単な機構で、底面29aへのウエハWの表面の密着度を高められる。なお、緩衝部材35の厚さ方向の可撓性が大きい場合にはダイヤフラム33を省略でき、逆に、ダイヤフラム33の可撓性が大きい場合には緩衝部材35を省略できる。
(A18) Further, the
(A19)また、図2のウエハパック28、及び図8(A)のウエハ保持装置において、ガラス板29は露光光ILを透過するため、露光光ILでガラス板29を介してウエハWを露光することができ、これによって投影光学系PLの解像度及び焦点深度を改善できる。
(A20)また、図2及び図8(A)の露光装置において、液浸法で露光を行う際に、ガラス板29の液体と接する面(上面)にその液体に対して撥液性のコーティングを施した場合には、その液体を投影光学系PLの投影領域21Wを含む局所的な液浸領域に容易に閉じこめることができる。(A19) Further, in the
(A20) Further, in the exposure apparatus of FIGS. 2 and 8A, when exposure is performed by the liquid immersion method, the surface (upper surface) of the
(A21)また、図2のウエハパック28は、ガラス板29とともにウエハWを挟むように配置されて、磁化ユニットMUBを周期的に配列した領域を含む磁性板34を有するため、例えばリニアモータ方式で容易に非接触方式でウエハパック28を駆動することができる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態につき図9〜図11を参照して説明する。本例の露光装置の構成は、ほぼ第1の実施形態(図1)の露光装置EXと同様であるが、図1の露光装置EXでは、例えばガラス板29の底面にウエハWの表面を密着させてウエハWを保持しているのに対して、本例では、ウエハW単体を非接触状態で浮上させて、かつXY平面内で駆動する点が異なっている。以下、図9〜図11において、図1及び図2に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。(A21) Further, since the
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The configuration of the exposure apparatus of this example is almost the same as that of the exposure apparatus EX of the first embodiment (FIG. 1). However, in the exposure apparatus EX of FIG. In this example, the wafer W is held in a non-contact state and is driven in the XY plane. In the following, in FIGS. 9 to 11, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図9は、本例の露光装置のウエハ駆動機構を示す一部を切り欠いた図であり、この図9において、投影光学系PLの下部に3個のZアクチュエータ36A〜36Cを介してZ方向の位置、及び傾斜角θX,θYが微調整できるように、環状の静電軸受部材37が取り付けられている。静電軸受部材37の底面側にウエハWが浮上するように配置される。なお、図9及び図11においては、分かり易くするために、ウエハWは実際よりも厚く表現されている。
FIG. 9 is a partially cutaway view showing the wafer drive mechanism of the exposure apparatus of this example. In FIG. 9, the Z direction is provided below the projection optical system PL via three
また、図2の静電軸受部材37内の電極部材75は、円周方向に3個に分割されていたのに対して、本例(図9)の静電軸受部材37の底面(ウエハWの表面に対向する面)には、X方向、Y方向に所定周期で多数の小さい個別に電荷(又は相対的な電位)を付与可能な電極部材88が、例えば合成樹脂等の絶縁材料を挟んで配置されている。ステージ制御系53Aは、それらの多数の電極部材88の静電気によるウエハWに対する吸引力を個別に制御することによって、投影光学系PLに対するウエハWのZ方向の位置(フォーカス位置)、及び傾斜角θX,θY(レベリング)よりなる相対位置関係を調整する。
In addition, the
また、静電軸受部材37の底面の多数の吹き出し孔37aは、静電軸受部材37の内部の通気孔37b及び配管39を介してコンプレッサ38に連結され、ステージ制御系53Aの制御のもとで、ウエハWが静電軸受部材37に当接しないように、ウエハWに対して気体を吹き出すようにしている。従って、本例の電極部材88を備えた静電軸受部材37も、エア予圧式の静電軸受方式によってZ方向に所定間隔を隔てて非接触状態でウエハWを浮上するように保持する。
In addition, a large number of blowing
この場合にも、投影光学系PLを介して露光光ILが照射される投影領域21WのZ方向の位置(フォーカス位置)及び傾斜角θX,θYを計測するためのAFセンサ61が配置されている。ウエハWに対する露光時にステージ制御系53Aは、そのAFセンサ61の計測値に基づいて、ウエハWの投影領域21Wが投影光学系PLの像面に合焦されるように静電軸受部材37内の多数の電極部材88によるウエハWに対する吸引力を制御する。ただし、本例では、ウエハWのX方向、Y方向への駆動もウエハWの裏面側からの静電場によって行うため、ウエハWの表面側の静電場と裏面側の静電場とを協動させて制御する必要がある(詳細後述)。
Also in this case, an
次に、投影光学系PLの下方、ウエハWの露光中にはウエハWの裏面側に、順にXYコイルキャリア40C及びウエハベース41が配置され、ウエハベース41は床FL上に固定されている。また、ウエハベース41の上面には、図5(A)に示す磁化ユニットMUAを周期的に配置した磁化パターンが形成された磁性板62が固定され、磁性板62上に、複数のエアガイド68を介して非接触状態で、XYコイルキャリア40CがX方向、Y方向に移動可能に載置されている。XYコイルキャリア40Cの底面に固定された駆動コイル63X,63Yと磁性板62の磁化パターンとから構成されるリニアモータ64X,64Yから、ウエハベース41に対してXYコイルキャリア40CをX方向、Y方向に駆動し、回転角θZを制御するための第1平面モータ64が構成されている。
Next, an
また、XYコイルキャリア40Cの上部に、X方向、Y方向に所定周期で多数の小さい個別に電荷(又は相対的な電位)を付与可能な電極部材87が、例えば合成樹脂等の絶縁材料を挟んで配置されている。電極部材87のX方向、Y方向の配列の周期は、一例として静電軸受部材37内の電極部材88のX方向、Y方向の配列の周期と同じである。ステージ制御系53Aはそれらの多数の電極部材87の静電気によるウエハWに対するX方向、Y方向の吸引力を個別に制御することによって、XYコイルキャリア40Cに対するウエハWのX方向、Y方向の位置及び回転角θZ(相対位置関係)を制御する。
In addition, an
このようにウエハWをX方向、Y方向に駆動する際には、ウエハWの位置情報を検出する必要がある。そのため、一例として、本例のウエハWの各ショット領域には、それまでのパターン形成工程において、各ショット領域のX方向、Y方向の位置をモニタするためのスケール用パターンが形成されている。
図10は、図9の投影光学系PLの先端部とウエハW上の露光中のショット領域SAとを示し、この図10において、ショット領域SAの中央の幅50μm程度のスクライブライン領域には、Y方向(走査方向)に所定周期(例えば0.1〜1μm程度)で、X方向に所定周期(例えば0.1〜2μm程度)の凹凸パターンからなるスケール用パターン95が形成され、この上にフォトレジストが塗布されている。同様に、ウエハW上の他の全部のショット領域にもスケール用パターン95と同じパターンが形成されている。なお、ショット領域内の回路パターンの配置等によって、ショット領域SAの中央部にスクライブライン領域がない場合には、隣接するショット領域間のスクライブライン領域にスケール用パターン95を形成しておいてもよい。この場合、ウエハW(ショット領域SA)の回転角θZを計測するために、ショット領域SAをX方向に挟む両方のスクライブライン領域に形成されたスケール用パターンを計測対象としてもよい。Thus, when driving the wafer W in the X direction and the Y direction, it is necessary to detect the position information of the wafer W. Therefore, as an example, in each shot area of the wafer W of this example, a scale pattern for monitoring the positions in the X direction and Y direction of each shot area is formed in the pattern forming process so far.
FIG. 10 shows the tip of the projection optical system PL of FIG. 9 and the shot area SA being exposed on the wafer W. In FIG. 10, the scribe line area having a width of about 50 μm at the center of the shot area SA A
さらに、実際にはスケール用パターン95のショット領域SA内での絶対位置(例えばショット領域SA内の基準位置からの距離)を検出するために、ショット領域SA内又はその近傍にスケール用パターン95とともにX方向、Y方向の原点位置を示すパターン(通常のウエハマークで兼用してもよい)も形成されている。不図示のセンサでその原点位置を示すパターンを検出することによって、スケール用パターン95から検出されるウエハWの移動量のオフセット(初期値)の設定が行われる。
Further, in practice, in order to detect the absolute position of the
本例の露光装置には、図9に示すように、静電軸受部材37の内側に送光系89A及び受光系89Bを含み、図10のスケール用パターン95の位置又は移動量の情報を検出するための検出器89が備えられている。
図10の検出器89において、例えばHe−Neレーザ(波長633nm)又は可視域から近赤外域で発光する半導体レーザ(射出端にコリメータレンズが設置されている)等のレーザ光源91から射出された、ウエハW上のフォトレジストに対して非感光性の波長域のレーザビームが、ビームスプリッタ92AによってレーザビームLB1及び第2のレーザビームに分かれ、この第2のレーザビームは、ビームスプリッタ92CによってレーザビームLB2及び第4のレーザビームに分かれる。そして、その第4のレーザビームは、ミラー93Aで反射された後、ビームスプリッタ92Dによって2つのレーザビームLB3及びLB4に分かれ、レーザビームLB4はミラー93Bで反射される。そして、2つのレーザビームLB1及びLB2は、ウエハW上のスケール用パターン95に対して、Y軸に平行な軸の周りに大きく傾斜した状態で、かつY方向にほぼ対称に傾斜して入射し、レーザビームLB1の+1次回折光とレーザビームLB2の−1次回折光との干渉光LBYが光電検出器94Yに入射する。この光電検出器94Yの検出信号と、不図示の光電検出器から出力される位相が90°異なる検出信号とを不図示のカウンタ回路に入力することによって、スケール用パターン95のY方向の位置を計測できる。As shown in FIG. 9, the exposure apparatus of this example includes a
10 is emitted from a
また、2つのレーザビームLB3及びLB4は、スケール用パターン95に対してX軸に平行な軸の周りに時計周りに大きく傾斜した状態で、かつX方向にほぼ対称に傾斜して入射し、レーザビームLB3の+1次回折光とレーザビームLB4の−1次回折光との干渉光LBXが光電検出器94Xに入射する。この光電検出器94Xの検出信号と、不図示の光電検出器から出力される位相が90°異なる検出信号とを不図示のカウンタ回路に入力することによって、スケール用パターン95のX方向の位置を計測できる。さらに、ショット領域SAの回転角θZを計測するためには、スケール用パターン95とは別のショット領域SA用の不図示のスケール用パターン(例えば+X方向に隣接するショット領域との間のスクライブライン領域に形成されているスケール用パターン)のY方向の位置をも計測することが好ましい。そのカウンタ回路で計測される値を上記の原点位置でプリセットして得られる位置情報が図9のステージ制御系53Aに供給される。
The two laser beams LB3 and LB4 are incident on the
ステージ制御系53Aには、図1のレーザ干渉計25X,25Yで計測されるレチクルR(レチクルステージRST)の位置情報も供給されており、その2つの位置情報からステージ制御系53Aは、レチクルRとウエハWとの相対的な位置関係を求めることができる。ステージ制御系53Aは、その相対的な位置関係が投影光学系PLを介した結像関係になるように、図1のレチクルステージRSTを駆動するとともに、図9のXYコイルキャリア40C内の多数の電極部材87及び静電軸受部材37内の多数の電極部材88の電荷分布を制御して、ウエハWをX方向、Y方向に駆動する。
Position information of reticle R (reticle stage RST) measured by
具体的に、投影光学系PLの下方でウエハWを非接触状態で−Y方向に駆動する場合には、先ず準備工程として、図9に示すように、XYコイルキャリア40C側のY軸に平行に配列された一列の電極部材87では、一つおきの位置B及びD(又は位置G及びI)の電荷(又は相対的な電位、以下同様)を交互に反転させておく。同様に、X軸に平行に配列された一列の電極部材87でも、一つおきに電荷を交互に反転させておく。この場合、ウエハWの表面には、それぞれその−Z方向の電極部材87と同じ極性の分極電荷が発生する。そこで、静電軸受部材37側の電極部材88では、静電場によってウエハWを+Z方向に吸引するために、そのウエハWの表面の分極電荷分布と極性の反転した電荷分布を設定する。この結果、静電軸受部材37側のY軸に平行に配列された一列の電極部材88では、XYコイルキャリア40C側の位置B及びD(又は位置G及びI)の+Z方向にある位置b及びd(又は位置g及びi)の電荷が、位置B及びD(又は位置G及びI)の電極部材87の電荷と逆極性になる。
Specifically, when the wafer W is driven in the −Y direction in a non-contact state below the projection optical system PL, first, as a preparation process, as shown in FIG. 9, parallel to the Y axis on the
なお、図9の場合には、ウエハWをX方向、Y方向に移動するための力は、ウエハWを+Z方向に吸引して保持する力に比べてかなり小さくてよい。そのため、XYコイルキャリア40C側の電極部材87によってウエハWに対して作用する−Z方向への吸引力は、静電軸受部材37側の電極部材88によってウエハWに作用する+Z方向への吸引力に比べてかなり小さいため、ウエハWを静電軸受部材37とXYコイルキャリア40Cとの間に非接触状態で安定に保持できる。
In the case of FIG. 9, the force for moving the wafer W in the X and Y directions may be considerably smaller than the force for attracting and holding the wafer W in the + Z direction. Therefore, the suction force in the −Z direction that acts on the wafer W by the
次に、図11(A)に示すように、XYコイルキャリア40C側のY軸に平行に配列された一列の電極部材87では、図9で電荷を与えた位置B及びD(又は位置G及びI)では電荷を0として、それらの間にある一つおきの位置A,C,E(又は位置F,H,J)で電荷を交互に反転させる。この際に、静電軸受部材37側の電極部材88の電荷分布は変えない。この結果、ウエハWの裏面の分極電荷分布とその下のXYコイルキャリア40Cの電極部材87の電荷分布との反発力及び吸引力によって、ウエハWは、図11(B)に示すように、電極部材87の1つの周期分だけ−Y方向に移動して静止する。なお、XYコイルキャリア40C側の電極部材87の位置A,C,E(又は位置F,H,J)の電荷を反転させると、ウエハWを+Y方向に移動できる。
Next, as shown in FIG. 11A, in the row of
図11(B)の状態では、図9の状態と比べて、静電軸受部材37に対してもウエハWの分極電荷分布が電極部材88の1周期分だけ−Y方向に移動している。そこで、静電軸受部材37側のY方向に配列された一列の電極部材88では、XYコイルキャリア40C側の位置C,E(又は位置H,J)の+Z方向にある位置c,e(又は位置h,j)の電荷を、位置C,E(又は位置H,J)の電極部材87の電荷と逆極性にする。これによって、ウエハWがY方向に移動した後も、静電軸受部材37側にウエハWを静電場で吸引することができる。この動作を繰り返して実行することによって、静電軸受部材37側に静電気でウエハWを非接触に吸引した状態で、ウエハWをY方向に駆動できる。同様に、XYコイルキャリア40C側の電極部材87のX方向の電荷分布に応じて、静電軸受部材37側の電極部材88のX方向の電荷分布を制御することで、静電軸受部材37側に静電気でウエハWを非接触に吸引した状態で、ウエハWをX方向に駆動できる。
In the state of FIG. 11B, the polarization charge distribution of the wafer W is also moved in the −Y direction by one cycle of the
なお、この他の構成は、第1の実施形態(図1)の露光装置と同様であり、図9のXYコイルキャリア40C側の電極部材87を駆動してウエハWのY方向への移動を行うことによって、走査露光方式で図1のレチクルRのパターンを投影光学系PLを介してウエハW上の各ショット領域に転写することができる。この際に、本例によれば、ウエハWのフォーカス位置及び傾斜角を制御する機構がウエハWの上方に配置されているため、ウエハWの裏面側のウエハ駆動機構の構成を簡素化することができる。
The other configuration is the same as that of the exposure apparatus of the first embodiment (FIG. 1), and the
次に、上記の本発明の第2の実施形態の作用効果につき説明する。
(B1)上記の図9の露光装置によれば、ウエハWの表面側に第1静電場を発生させる電極部材88が配置された静電軸受部材37と、ウエハWの裏面側に第2静電場を発生させる電極部材87が配置されて、ウエハWの裏面側に配置されたXYコイルキャリア40Cとを備えている。そして、ウエハWの露光時に、その第2静電場によりウエハWをX方向、Y方向(露光光ILが照射される方向と交差する方向)に駆動するとともに、その第1静電場によりウエハWをZ方向(露光光ILが照射される方向)に駆動している。従って、その第2静電場によってウエハWを表面に沿った方向に駆動し、その第1静電場によってウエハWのZ方向の位置(高さ)を制御するという機能分担によって、ウエハWの裏面側に配置される可動部(XYコイルキャリア40C)を簡素化又は小型化しつつ、ウエハWを非接触状態でほぼ3次元的に高精度に駆動できるため、露光工程のスループットを向上できる。Next, the effect of the second embodiment of the present invention will be described.
(B1) According to the exposure apparatus of FIG. 9 described above, the
この場合、ウエハWは薄いため、静電軸受部材37側の多数の電極部材88によるウエハWに対する吸引力を個別に制御することで、ウエハWの表面の投影領域21Wの平面度を高くすることも可能である。即ち、ウエハWの裏面に倣わせてウエハWを保持してはいないため、その裏面の平面度が劣る場合でも、その第1静電場の制御等によって露光時にウエハWの表面の平面度を高く維持できる。従って、重ね合わせ精度等が向上するため、微細パターンを有するデバイスを高精度に製造できる。
In this case, since the wafer W is thin, the flatness of the
(B2)また、ステージ制御系53Aが、そのXYコイルキャリア40C内の電極部材87による第2静電場のX方向、Y方向に対する極性分布を時間的に変化させるとともに、その静電軸受部材37内の電極部材88による第1静電場のX方向、Y方向に対する極性分布を、その第2静電場によってウエハWの表面側に発生する分極電荷分布に対応する極性分布で(例えば、その第1静電場の極性分布をその分極電荷分布と逆にして)時間的に変化させる場合には、その第1静電場とその第2静電場とを協動させて、ウエハWをZ方向に浮上させた状態で、ウエハWを効率的にX方向、Y方向に駆動できる。
(B2) Further, the
(B3)また、静電軸受部材37の吹き出し孔37aから圧縮された気体を吹き出すコンプレッサ38を備えているため、ウエハWのZ方向の位置を制御するために、静電軸受部材37側からウエハWの表面に向けて気体を吹き出すことによって、ウエハWが静電軸受部材37に当接することを防止できる。なお、上記の第1静電場及び第2静電場によってウエハWの位置を安定に制御できる場合には、コンプレッサ38による気体の吹き出しを省略してもよい。
(B3) In addition, since the
(B4)また、静電軸受部材37を3箇所でZ方向に駆動するZアクチュエータ36A〜36Cを備えているため、ウエハWと投影光学系PLとの光軸AX方向(Z方向)の位置関係を制御するために、静電軸受部材37をその3箇所でZ方向に駆動してもよい。これによって、例えばウエハWの表面と投影光学系PLの像面とのオフセットを調整できる。なお、Zアクチュエータ36A〜36Cは省略できる。
(B4) Since the
(B5)また、図9の露光装置は、電極部材87を備えたXYコイルキャリア40Cの載置面であるウエハベース41の上面に、磁化ユニットMUAを周期的に配置した(極性の異なる発磁体を交互に配列した)磁性板62を設置し、XYコイルキャリア40Cの底面の駆動コイル63X,63Yとその磁性板62(磁化パターン)とからなる第1平面モータ64を備えている。そして、ウエハW及びXYコイルキャリア40Cを投影光学系PLに対してX方向、Y方向に移動するために、第1平面モータ64によって、XYコイルキャリア40Cをウエハベース41(磁性板62)に対して駆動することによって、多数の電極部材87等を備えた複雑な構成のXYコイルキャリア40Cを小型にして、かつウエハWの移動ストロークを大きくできる。
(B5) In the exposure apparatus of FIG. 9, the magnetizing units MUA are periodically arranged on the upper surface of the
なお、図9において、XYコイルキャリア40Cの多数の電極部材87が配置された上部をX方向、Y方向に拡大することによって、XYコイルキャリア40C自体をウエハベース(定盤)とみなして、このウエハベース上でウエハWをX方向、Y方向に駆動してもよい。この構成では、XYコイルキャリア40Cの底面の第1平面モータ64及びウエハベース41を設ける必要はなくなる。
なお、上記の各実施形態においてウエハWのレジスト塗布面を研磨処理(CMP処理等)してからガラス板29に密着させるようにしてもよい。In FIG. 9, the
In each of the above embodiments, the resist-coated surface of the wafer W may be brought into close contact with the
なお、上記の実施の形態の露光装置は、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハ駆動装置を露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより製造することができる。なお、その露光装置の製造は温度及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。 The exposure apparatus of the above-described embodiment includes an illumination optical system and a projection optical system that are composed of a plurality of lenses, and a reticle stage or wafer drive apparatus that includes a large number of mechanical parts by incorporating optical adjustment into the exposure apparatus body. Is attached to the exposure apparatus main body, wiring and piping are connected, and further comprehensive adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.) is performed. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
なお、本発明は、走査露光型の投影露光装置のみならず、一括露光型の投影露光装置で露光する場合にも同様に適用することができる。
また、上述の実施形態においては、光透過性の基材上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型レチクルを用いているが、このレチクルに替えて、例えば米国特許第6,778,257 号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。The present invention can be similarly applied not only to exposure with a scanning exposure type projection exposure apparatus but also with a batch exposure type projection exposure apparatus.
In the above-described embodiment, a light-transmitting reticle in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used, but instead of this reticle, for example, As disclosed in US Pat. No. 6,778,257, an electronic mask that forms a transmissive pattern, a reflective pattern, or a light emitting pattern based on electronic data of a pattern to be exposed may be used.
また、上述の実施形態においては、投影光学系PLを使ってパターン像をウエハW上に投影することによって基板を露光しているが、国際公開第2001/035168号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハW上に形成することによって、ウエハW上にライン・アンド・スペースを露光する露光装置(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。この場合、投影光学系PLを使わなくても良く、干渉縞を形成するための回折格子を光学部材とみなすことができる。 In the above-described embodiment, the substrate is exposed by projecting a pattern image onto the wafer W using the projection optical system PL. However, as disclosed in International Publication No. 2001/035168 pamphlet. The present invention can also be applied to an exposure apparatus (lithography system) that exposes lines and spaces on the wafer W by forming interference fringes on the wafer W. In this case, the projection optical system PL need not be used, and the diffraction grating for forming the interference fringes can be regarded as an optical member.
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の実施形態の露光装置によりレチクルのパターンを基板(ウエハ)に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ、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)、並びに検査ステップ等を経て製造される。 Further, when a semiconductor device is manufactured using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the semiconductor device includes a step of designing a function and performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on this step, and a wafer from a silicon material. A substrate processing step including a step of forming, a step of exposing a reticle pattern to the substrate (wafer) by the exposure apparatus of the above-described embodiment, a step of developing the exposed substrate, a heating (curing) of the developed substrate, and an etching step The device is manufactured through a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process) and an inspection step.
また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレート等に形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、MEMS(Microelectromechanical Systems:微小電気機械システム)、セラミックスウエハ等を基板として用いる薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、製造工程にも適用することができる。 Further, the present invention is not limited to application to a semiconductor device manufacturing process, for example, a manufacturing process of a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or the like, or a plasma display, or imaging. The present invention can be widely applied to manufacturing processes of various devices such as devices (CCD, etc.), micromachines, MEMS (Microelectromechanical Systems), thin film magnetic heads using ceramic wafers as substrates, and DNA chips. Furthermore, the present invention can also be applied to a manufacturing process when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
また、上記の実施形態の露光装置EXは、本願の特許請求の範囲に挙げられたウエハパック28の保持機構等の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、この組み立ての前後には、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み立て工程は、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み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て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み立て工程が終了したら、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及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。
In addition, the exposure apparatus EX of the above embodiment has various subsystems including components such as a holding mechanism of the
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。また、また、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む2006年12月21日付け提出の日本国特願2006−344993の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, a various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention. In addition, the entire disclosure of Japanese Patent Application No. 2006-344993 filed on December 21, 2006, including the specification, claims, drawings, and abstract, is incorporated herein by reference in its entirety. ing.
Claims (47)
前記基板を露光位置に搬送する工程及び前記基板を前記露光光で露光する工程のうちの少なくとも一部の時間において、
平坦な面に前記基板の表面の少なくとも一部を密着させて、前記基板を保持することを特徴とする露光方法。In an exposure method of exposing the substrate by irradiating the substrate with exposure light,
In at least a part of the time of transporting the substrate to an exposure position and exposing the substrate with the exposure light,
An exposure method, wherein at least a part of the surface of the substrate is brought into close contact with a flat surface to hold the substrate.
前記露光光で前記基板の前記表面上の被露光領域を露光することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の露光方法。In a state where at least a part of the surface of the substrate is in close contact with the flat surface and the substrate is held,
The exposure method according to claim 1, wherein an exposure area on the surface of the substrate is exposed with the exposure light.
前記平板状部材の前記一面に前記被露光領域を含む領域を密着させて、前記基板を保持した状態で、
前記露光光で前記平板状部材を介して前記基板の前記被露光領域を露光することを特徴とする請求項4に記載の露光方法。The flat surface is one surface of a flat plate member that transmits the exposure light,
In a state where the region including the exposed region is adhered to the one surface of the flat plate member and the substrate is held,
The exposure method according to claim 4, wherein the exposed area of the substrate is exposed through the flat plate member with the exposure light.
前記露光光で前記光学部材、前記液体、及び前記平板状部材を介して前記基板の前記被露光領域を露光することを特徴とする請求項5に記載の露光方法。Supplying a liquid that transmits the exposure light to a space including an optical path of the exposure light between the optical member that irradiates the exposure light and the flat plate member;
6. The exposure method according to claim 5, wherein the exposure area of the substrate is exposed with the exposure light through the optical member, the liquid, and the flat plate member.
前記平板状部材及び前記基板を一体的に前記光学部材に対して前記露光光が照射される方向に所定の位置関係で保持するために、
前記平板状部材を静電的に吸引するとともに、前記平板状部材に流量が制御された気体を吹き付けることを特徴とする請求項5又は6に記載の露光方法。With the region including the exposed region on the surface of the substrate in close contact with the one surface of the flat plate member,
In order to hold the flat plate member and the substrate integrally in a predetermined positional relationship in the direction in which the exposure light is applied to the optical member,
7. The exposure method according to claim 5, wherein the flat plate member is electrostatically attracted and a gas whose flow rate is controlled is blown onto the flat plate member.
前記平板状部材、前記基板、及び前記磁性部材を一体的に前記光学部材に対して前記露光光が照射される方向と交差する方向に移動するために、
前記磁性部材に対して前記基板と反対側に配置された駆動部によって、前記磁性部材を磁気的に駆動することを特徴とする請求項8又は9に記載の露光方法。Holding the substrate so as to be sandwiched between magnetic members formed by alternately arranging the flat plate-like members and the magnetic generators having different polarities,
In order to move the flat plate member, the substrate, and the magnetic member integrally in a direction intersecting the direction in which the exposure light is irradiated to the optical member,
10. The exposure method according to claim 8, wherein the magnetic member is magnetically driven by a drive unit disposed on the opposite side of the substrate with respect to the magnetic member.
前記駆動部を前記露光光が照射される方向と交差する方向に駆動することを特徴とする請求項10又は11に記載の露光方法。In order to drive the substrate in the direction intersecting the direction in which the exposure light is irradiated with respect to the optical member,
The exposure method according to claim 10 or 11, wherein the driving unit is driven in a direction intersecting with a direction in which the exposure light is irradiated.
前記駆動部に対して前記磁性部材を前記移動方向に駆動するとともに、その反力を相殺するように、前記駆動部を逆方向に移動させることを特徴とする請求項12に記載の露光方法。When moving the substrate in a predetermined moving direction with respect to the optical member to expose the substrate,
The exposure method according to claim 12, wherein the magnetic member is driven in the moving direction with respect to the driving unit, and the driving unit is moved in the reverse direction so as to cancel the reaction force.
前記基板の表面側に第1静電場を発生させ、
前記基板の裏面側に第2静電場を発生させ、
前記第2静電場により前記基板を前記露光光が照射される方向と交差する方向に駆動するとともに、
前記第1静電場により前記基板を前記露光光が照射される方向に駆動することを特徴とする露光方法。In an exposure method of exposing the substrate by irradiating the substrate with exposure light through an optical member,
Generating a first electrostatic field on the surface side of the substrate;
Generating a second electrostatic field on the back side of the substrate;
Driving the substrate by the second electrostatic field in a direction crossing a direction in which the exposure light is irradiated;
An exposure method comprising driving the substrate in a direction in which the exposure light is irradiated by the first electrostatic field.
前記第1静電場の前記露光光が照射される方向と交差する方向に対する極性分布を、前記第2静電場によって前記基板の表面側に発生する分極電荷分布に対応する極性分布で時間的に変化させることを特徴とする請求項15に記載の露光方法。While changing in time the polarity distribution with respect to the direction intersecting the direction in which the exposure light of the second electrostatic field is irradiated,
The polarity distribution of the first electrostatic field with respect to the direction intersecting the direction irradiated with the exposure light is changed temporally with a polarity distribution corresponding to the polarization charge distribution generated on the surface side of the substrate by the second electrostatic field. 16. The exposure method according to claim 15, wherein the exposure method is performed.
前記基板及び前記第2駆動部を前記光学部材に対して前記露光光が照射される方向と交差する方向に移動するために、
前記第2駆動部を前記磁性部材に対して磁気的に駆動することを特徴とする請求項15から18のいずれか一項に記載の露光方法。A second driving unit for generating the second electrostatic field is provided, and a magnetic member formed by alternately arranging magnetic generators having different polarities on the mounting surface of the second driving unit is installed.
In order to move the substrate and the second driving unit in a direction crossing a direction in which the exposure light is irradiated to the optical member,
The exposure method according to claim 15, wherein the second driving unit is magnetically driven with respect to the magnetic member.
平坦な面が形成された所定部材と、
前記所定部材の前記平坦な面に前記基板の表面の少なくとも一部を密着させて、前記基板を保持する保持機構とを備えたことを特徴とする露光装置。In an exposure apparatus that exposes the substrate by irradiating the substrate with exposure light,
A predetermined member formed with a flat surface;
An exposure apparatus comprising: a holding mechanism for holding at least a part of the surface of the substrate in close contact with the flat surface of the predetermined member.
前記所定部材の前記平坦な面に前記基板の前記表面が接触した領域の周囲の雰囲気を負圧に維持する気密室を含むことを特徴とする請求項20に記載の露光装置。The holding mechanism is
21. The exposure apparatus according to claim 20, further comprising an airtight chamber that maintains an atmosphere around a region where the surface of the substrate is in contact with the flat surface of the predetermined member at a negative pressure.
前記保持機構が、前記平板状部材の前記一面に前記基板の前記表面上の被露光領域を含む領域を密着させて、前記基板を保持した状態で、
前記露光光で前記平板状部材を介して前記基板の前記被露光領域を露光することを特徴とする請求項20から23のいずれか一項に記載の露光装置。The predetermined member is a flat plate member that transmits the exposure light and has one surface as the flat surface,
In the state where the holding mechanism holds the substrate in close contact with an area including the exposed region on the surface of the substrate on the one surface of the flat plate member,
The exposure apparatus according to any one of claims 20 to 23, wherein the exposure area of the substrate is exposed with the exposure light through the flat plate member.
前記基板は、前記光学部材、前記液体、及び前記平板状部材を介して前記被露光領域が露光されることを特徴とする請求項24に記載の露光装置。A liquid supply unit that supplies a liquid that transmits the exposure light to a space including an optical path of the exposure light between the optical member that irradiates the exposure light and the flat plate member;
25. The exposure apparatus according to claim 24, wherein the exposed area of the substrate is exposed through the optical member, the liquid, and the flat plate member.
前記平板状部材に対して前記光学部材側に配置されて、前記平板状部材を吸引するための静電場を発生するとともに、前記平板状部材に流量が制御された気体を吹き付ける第1駆動部を備えたことを特徴とする請求項24から26のいずれか一項に記載の露光装置。In order to hold the flat plate member and the substrate integrally in a predetermined positional relationship in the direction in which the exposure light is applied to the optical member,
A first driving unit disposed on the optical member side with respect to the flat plate member to generate an electrostatic field for sucking the flat plate member and to blow a gas whose flow rate is controlled to the flat plate member; 27. The exposure apparatus according to any one of claims 24 to 26, wherein the exposure apparatus is provided.
前記第1駆動部を複数箇所で前記前記露光光が照射される方向に駆動するアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項27に記載の露光装置。In order to control the positional relationship in the direction in which the exposure light is irradiated between the substrate and the optical member,
28. The exposure apparatus according to claim 27, further comprising an actuator that drives the first driving unit at a plurality of locations in a direction in which the exposure light is irradiated.
前記保持機構に対して前記光学部材と反対側に配置されて、前記磁性部材を前記露光光が照射される方向と交差する方向に駆動するための磁場を発生する平板状の第2駆動部を備えたことを特徴とする請求項27又は28に記載の露光装置。The holding mechanism is arranged so as to sandwich the substrate together with the flat plate member, and includes a magnetic member including a region in which magnetic generators having different polarities are alternately arranged,
A flat plate-like second driving unit that is disposed on the opposite side of the optical member with respect to the holding mechanism and generates a magnetic field for driving the magnetic member in a direction crossing the direction in which the exposure light is irradiated. The exposure apparatus according to claim 27 or 28, comprising: an exposure apparatus.
前記第2駆動部は、前記磁性部材を前記移動方向に駆動し、
前記第3駆動部は、前記駆動によって生じる反力を相殺するように、前記第2駆動部を逆方向に移動させることを特徴とする請求項31に記載の露光装置。When moving the substrate in a predetermined moving direction with respect to the optical member to expose the substrate,
The second driving unit drives the magnetic member in the moving direction;
32. The exposure apparatus according to claim 31, wherein the third driving unit moves the second driving unit in a reverse direction so as to cancel a reaction force generated by the driving.
前記平板状部材、前記保持機構、及び前記第2駆動部をそれぞれ含み、前記ベース部材上に並列に載置された第1及び第2ステージ機構とを備えたことを特徴とする請求項29から32のいずれか一項に記載の露光装置。A base member;
The first and second stage mechanisms each including the flat plate member, the holding mechanism, and the second driving unit and placed in parallel on the base member are provided. 33. The exposure apparatus according to any one of 32.
前記基板の表面側に配置されて、第1静電場を発生する第1駆動部と、
前記基板の裏面側に配置されて、第2静電場を発生する第2駆動部と、を備え、
前記第2静電場により前記基板を前記露光光が照射される方向と交差する方向に駆動するとともに、
前記第1静電場により前記基板を前記露光光が照射される方向に駆動することを特徴とする露光装置。In an exposure apparatus that exposes a substrate by irradiating the substrate with exposure light via an optical member,
A first driving unit disposed on the surface side of the substrate and generating a first electrostatic field;
A second driving unit disposed on the back side of the substrate and generating a second electrostatic field,
Driving the substrate by the second electrostatic field in a direction crossing a direction in which the exposure light is irradiated;
An exposure apparatus that drives the substrate in a direction in which the exposure light is irradiated by the first electrostatic field.
前記基板側に気体を吹き出す送風機構を含むことを特徴とする請求項34に記載の露光装置。The first driving unit controls the position of the substrate in the direction in which the exposure light is irradiated.
35. The exposure apparatus according to claim 34, further comprising a blower mechanism for blowing gas toward the substrate side.
前記第1駆動部を複数箇所で前記露光光が照射される方向に駆動するアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項34から36のいずれか一項に記載の露光装置。In order to control the positional relationship in the direction in which the exposure light is irradiated between the substrate and the optical member,
37. The exposure apparatus according to claim 34, further comprising an actuator that drives the first driving unit in a direction in which the exposure light is irradiated at a plurality of locations.
前記ベース部材の上面に設置されて、極性の異なる発磁体を交互に配列してなる磁性部材と、
前記第2駆動部の底面側に設置されて、前記第2駆動部を前記磁性部材に対して前記露光光が照射される方向と交差する方向に駆動する第3駆動部とを備えたことを特徴とする請求項34から37のいずれか一項に記載の露光装置。A base member on which the second driving unit is mounted;
A magnetic member which is installed on the upper surface of the base member and is formed by alternately arranging magnetic generators having different polarities;
A third drive unit installed on the bottom surface side of the second drive unit and driving the second drive unit in a direction crossing a direction in which the exposure light is applied to the magnetic member; The exposure apparatus according to any one of claims 34 to 37, wherein the exposure apparatus is characterized in that
平坦な面が形成された所定部材と、
前記所定部材の前記平坦な面に前記基板の表面の少なくとも一部を密着させて、前記基板を保持する保持機構とを備えたことを特徴とする基板保持装置。A substrate holding device for holding a substrate exposed through an optical member with exposure light,
A predetermined member formed with a flat surface;
A substrate holding apparatus, comprising: a holding mechanism that holds the substrate by bringing at least a part of the surface of the substrate into close contact with the flat surface of the predetermined member.
前記平坦な面に前記基板の前記表面を付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項39に記載の基板保持装置。The holding mechanism is
40. The substrate holding apparatus according to claim 39, further comprising an urging member that urges the surface of the substrate on the flat surface.
前記所定部材の前記平坦な面に前記基板の前記表面が接触した領域の周囲の雰囲気を負圧に維持する気密室を有することを特徴とする請求項40に記載の基板保持装置。The holding mechanism is
41. The substrate holding apparatus according to claim 40, further comprising an airtight chamber for maintaining an atmosphere around a region where the surface of the substrate is in contact with the flat surface of the predetermined member at a negative pressure.
前記平板状部材の前記液体と接する面には前記液体に対して撥液性のコーティングが施されていることを特徴とする請求項43に記載の基板保持装置。The substrate is exposed by the exposure light through the optical member, a predetermined liquid, and the flat plate member,
44. The substrate holding apparatus according to claim 43, wherein a liquid-repellent coating is applied to a surface of the flat plate member that contacts the liquid.
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