TW201832018A - 移動體裝置、曝光裝置、元件製造方法 - Google Patents

移動體裝置、曝光裝置、元件製造方法 Download PDF

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Abstract

一種曝光裝置,具備:載台(WST1、WST2),能在既定平面內獨立移動,具有於載置晶圓(W)之面下方之位置分別設有光柵(RG)之台(WTB);以及測量載台(MST),能與載台(WST1、WST2)獨立在既定平面內移動,包含將能量束介由光學系統而接收之受光面,根據介由該受光面接收之能量束之受光結果進行與曝光相關聯之測量。於曝光站(200)及測量站(300),分別設有對載台(WST1或WST2)之光柵從下方照射測量光束,測量載台(WST1或WST2)所具有之台(WTB)之位置之第1、第2測量系統。

Description

移動體裝置、曝光裝置、元件製造方法
本發明係關於曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法,特別是製造電子元件(微型元件)之微影製程中使用之曝光裝置及曝光方法、以及使用該曝光裝置及曝光方法之元件製造方法。
一直以來,製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等電子元件(微型元件)之微影製程,主要係使用步進重複(step & repeat)方式之投影曝光裝置(所謂的步進機)、或步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置(所謂的掃描步進機(亦稱掃描機))等。
此種曝光裝置,一般係使用雷射干涉儀測量保持被轉印(或形成)圖案之晶圓或玻璃板等基板(以下總稱為基板)並二維移動之晶圓載台的位置。然而,隨著近年半導體元件之高積體化使圖案微細化,而被要求更高精度之晶圓載台之位置控制性能,其結果,變得無法忽視因雷射干涉儀之光束路上之環境氣體之溫度變化及/或溫度梯度之影響所產生之空氣波動導致之測量值短期變動。
為了改善此種問題,已提出了各種將具有與雷射干涉儀相同程度以上之測量分析能力之編碼器採用為晶圓載台之位置測量裝置之曝光 裝置之相關發明(參照例如專利文獻1)。然而,專利文獻1等所揭示之液浸曝光裝置中,仍有應改善之點,如因液體蒸發時之氣化熱等影響使晶圓載台(設於晶圓載台上面之光柵)有變形之虞。
作為改善此種問題者,已知有一種曝光裝置,係分別於進行晶圓曝光之曝光站與進行晶圓對準等測量動作之測量站具備編碼器系統,該編碼器系統係從設於由懸臂構成之測量臂前端之讀頭部對保持晶圓之台之背面所設之光柵照射測量光束(參照例如專利文獻2)。
然而,專利文獻2所揭示之曝光裝置,係採用保持晶圓之微動載台(晶圓台)在例如兩個粗動載台間介由中繼構件(例如中間台或中繼載台等)被交換之構成。因此,有因該晶圓交換導致裝置產能降低之原因。隨著晶圓逐漸大型化,一旦到了即將到來之直徑450mm之450mm晶圓之時代,則產能會被要求更加提昇,可預測以上述之台交換方式難以應對。
先行技術文獻
[專利文獻1]美國專利申請公開第2008/0088843號說明書
[專利文獻2]美國專利申請公開第2010/0296070號說明書
根據本發明之第1態樣,係提供一種第1曝光裝置,藉由能量束介由光學系統使物體曝光,其具備:第1及第2移動構件,能保持前述物體在包含進行前述能量束對前述物體之曝光之曝光站與從該曝光站在平行於既定平面之第1方向分離配置、對前述物體進行既定測量之測量站之前述既定平面內之區域內彼此獨立移動,且分別於載置前述物體之面之下方位置設有第1光柵;第1測量系統,設於前述曝光站,具有以前述第1方向作 為長度方向之第1測量構件,從該第1測量構件對前述第1及第2移動構件中位於前述曝光站之移動構件之前述第1光柵從下方照射第1測量光束,測量該移動構件之第1位置資訊;第2測量系統,設於前述測量站,具有以前述第1方向作為長度方向之第2測量構件,從該第2測量構件對前述第1及第2移動構件中位於前述測量站之移動構件之前述第1光柵從下方照射第2測量光束,測量該移動構件之第2位置資訊;第3移動構件,能與前述第1及第2移動構件獨立在前述既定平面內移動,設有包含介由前述光學系統接收前述能量束之受光面、根據介由前述受光面而接收之前述能量束之受光結果進行與曝光相關聯之測量之測量裝置之至少一部分光學構件;以及驅動系統,個別驅動前述第1、第2及第3移動構件。
藉此,藉由驅動系統個別驅動第1、第2及第3移動構件,例如在保持曝光已結束之物體之第1移動構件及第2移動構件之一方從曝光站離開、保持已在測量站對物體進行既定測量之物體之第1移動構件及第2移動構件之另一方位於測量站與曝光站之間時,第3移動構件移動至光學系統下方。藉此,在保持於一方移動構件之物體之曝光結束後、至保持於另一方移動構件之物體之曝光開始為止之期間,能在曝光站,藉由測量裝置根據介由受光面接收之能量束之受光結果進行與曝光相關聯之測量。藉此,能利用在曝光與曝光之間之第1及第2移動構件之移動時間(及/或待機時間),進行必要之與曝光相關聯之測量。因此,能在不使產能降低之情形下,進行必要之與曝光相關聯之測量。
根據本發明之第2態樣,係提供一種元件製造方法,包含:使用上述第1曝光裝置使物體曝光的動作;以及使曝光後之前述物體顯影 的動作。
根據本發明之第3態樣,係提供一種第2曝光裝置,係介由光學系統使基板曝光,其具備:第1、第2載台,分別具有於上面側設有前述基板之載置區域且於下面側設有第1格子構件之保持構件、以及以於前述第1格子構件下方形成空間之方式支承前述保持構件之本體部;第3載台,配置於介由前述光學系統進行前述基板之曝光之曝光站,與前述第1、第2載台不同;檢測系,配置於與前述曝光站不同之測量站,對前述基板照射檢測光束而檢測出前述基板之位置資訊;驅動系統統,移動前述第1、第2、第3載台,且使前述第1、第2載台分別從前述曝光站與前述測量站之一方移動至另一方;第1測量系統統,具有設於前述曝光站之第1讀頭部與設於前述測量站之第2讀頭部,介由以配置於前述曝光站之前述第1、第2載台之一方位於與前述光學系統對向處而配置於前述空間內之前述第1讀頭部,對前述第1格子構件從下方照射第1測量光束,以測量前述一方載台之位置資訊,且介由以配置於前述測量站之前述第1、第2載台之另一方位於與前述檢測系對向處而配置於前述空間內之前述第2讀頭部,對前述第1格子構件從下方照射第1測量光束,以測量前述另一方載台之位置資訊;以及控制器,為了使前述第1、第2載台分別在前述曝光站與前述測量站移動,而根據以前述第1測量系統統測量之位置資訊控制前述驅動系統統對前述第1、第2載台之驅動;前述控制器,係藉由前述驅動系統統使前述第1、第2載台分別以取代配置於前述空間內之前述第1、第2讀頭部之一方而配置前述第1、第2讀頭部之另一方之方式從前述曝光站與前述測量站之一方移動至另一方。
藉此,係藉由控制器,藉由驅動系統統使第1、第2載台分別以取代配置於前述空間內之第1、第2讀頭部之一方而配置前述第1、第2讀頭部之另一方之方式從曝光站與測量站之一方移動至另一方。
根據本發明之第4態樣,係提供一種元件製造方法,包含:使用上述第2曝光裝置使物體曝光的動作;以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第5態樣,係提供一種曝光方法,係介由光學系統使基板曝光,其包含:使分別具有於上面側設有前述基板之載置區域且於下面側設有第1格子構件之保持構件與以於前述第1格子構件下方形成空間之方式支承前述保持構件之本體部的第1、第2載台之一方,在配置有與前述第1、第2載台不同之第3載台、介由前述光學系統進行前述基板之曝光之曝光站內,位於與前述光學系統對向處的動作;為了在前述曝光站內使前述一方載台移動,藉由介由位於與前述光學系統對向處之前述一方載台之前述空間內所配置之第1讀頭部,對前述第1格子構件從下方照射第1測量光束的第1測量系統統,測量前述一方載台之位置資訊的動作;為了在配置有對前述基板照射檢測光束而檢測出前述基板之位置資訊之檢測系且與前述曝光站不同之測量站內,使前述第1、第2載台之另一方移動,以介由位於與前述檢測系對向處之前述另一方載台之前述空間內所配置之第2讀頭部,對前述第1格子構件從下方照射第1測量光束的第1測量系統統,測量前述另一方載台之位置資訊的動作;以及以從前述測量站移動至前述曝光站之前述另一方載台位於與前述光學系統對向處而取代前述一方載台之方式,接續於為了從前述空間內使前述第1讀頭部退出之前述一 方載台之移動,使前述另一方載台移動以使前述第1讀頭部進入前述空間內的動作。
根據本發明之第6態樣,係提供一種元件製造方法,包含:使用上述曝光方法使基板曝光的動作;以及使前述曝光後之基板顯影的動作。
8‧‧‧局部液浸裝置
10‧‧‧照明系
11‧‧‧標線片載台驅動系統統
17‧‧‧線圈
18‧‧‧永久磁石
34‧‧‧曝光座標組用測量系統
35‧‧‧測量座標組用測量系統
36a,36b,36c,36d‧‧‧影像感測器
38a,38b,38c,38d,38e,38f‧‧‧Z感測器
51A、51B‧‧‧粗動載台驅動系統
51C‧‧‧測量載台驅動系統
70A‧‧‧第1背側編碼器系統
70B‧‧‧第2背側編碼器系統
71A‧‧‧測量臂
71B‧‧‧測量臂
80D‧‧‧測量系統
90a,90b‧‧‧焦點位置檢測系
100‧‧‧曝光裝置
200‧‧‧曝光站
300‧‧‧測量站
W‧‧‧晶圓
R‧‧‧標線片
RG‧‧‧光柵
ALG‧‧‧對準檢測系
MST‧‧‧測量載台
WCS‧‧‧粗動載台
WFS‧‧‧微動載台
WST1、WST2‧‧‧晶圓載台
圖1係概略顯示一實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖2係概略顯示圖1之曝光裝置之概略俯視圖。
圖3(A)係顯示圖1之晶圓載台之俯視圖,圖3(B)係從-Y方向觀看晶圓載台之圖(前視圖)。
圖4(A)係從-Y方向觀看圖1之測量載台之圖(前視圖),圖4(B)係顯示測量載台MST之俯視圖。
圖5係以投影光學系統為基準顯示圖1之曝光裝置所具備之第1至第3頂側編碼器系統、對準檢測系、AF系等之配置的圖。
圖6係顯示以一實施形態之曝光裝置之控制系為中心構成之主控制裝置之輸出入關係的方塊圖。
圖7係顯示圖6之第1、第2微動載台位置測量系統之具體構成一例的圖。
圖8(A)係顯示第1背側編碼器系統之測量臂前端部的立體圖,圖8(B)係顯示圖8(A)之測量臂前端部的俯視圖。
圖9係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行 處理動作的圖(其1)。
圖10係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其2)。
圖11係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其3)。
圖12係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其4)。
圖13係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其5)。
圖14係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其6)。
圖15係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其7)。
圖16係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其8)。
圖17係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其9)。
圖18係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其10)。
圖19係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其11)。
圖20係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行 處理動作的圖(其12)。
圖21係用以說明變形例之曝光裝置構成之圖且係用以說明使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其1)。
圖22係用以說明以變形例之曝光裝置進行之使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其2)。
圖23係用以說明以變形例之曝光裝置進行之使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其3)。
圖24係用以說明以變形例之曝光裝置進行之使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理動作的圖(其4)。
以下,根據圖1~圖20說明一實施形態。
圖1中概略顯示了一實施形態之曝光裝置100之構成,圖2顯示了曝光裝置100之概略俯視圖。曝光裝置100係步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。如後所述,本實施形態中,設有投影光學系統PL。以下,將與此投影光學系統PL之光軸AX平行之方向設為Z軸方向(Z方向)、將在與此正交之面內標線片R與晶圓W相對掃描之方向設為Y軸方向(Y方向)、將與Z軸及Y軸正交之方向設為X軸方向(X方向),並將繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別設為θx、θy及θz方向來進行說明。
曝光裝置100,如圖1所示,具備配置於底盤12上之+Y側端部附近之曝光部200、配置於底盤12上之-Y側端部附近之測量部300、在底盤12上獨立在XY平面內二維移動之兩個晶圓載台WST1、WST2 及一個測量載台MST、以及此等之控制系等。以下,為了說明方便,作為顯示曝光部200、測量部300各個之場所之用語,使用與曝光部、測量部相同之符號稱為曝光站200、測量站300。
底盤12,係藉由防振機構(省略圖示)大致水平地(與XY平面平行地)支承於地面上。底盤12由具有平板狀外形之構件構成。此外,圖1中,晶圓載台WST1位於曝光站200,晶圓載台WST2位於測量站300,於晶圓載台WST1、WST2(更詳細而言係後述之晶圓台WTB)上保持有晶圓W。又,測量載台MST位於曝光站200內或其近旁。測量載台MST在分別使用晶圓載台WST1、WST2之晶圓W之曝光動作中以不與在投影光學系統PL下方移動之晶圓載台WST1、WST2接觸之方式位於從投影光學系統PL下方離開之既定位置(退避位置或待機位置)。又,在晶圓W之曝光動作結束前,測量載台MST以對在投影光學系統PL下方移動之晶圓載台WST1、WST2接近之方式相對移動,最遲在曝光動作之結束時點,一方之晶圓載台與測量載台MST位於彼此接近(或接觸)之位置。進而,已彼此接近之一方之晶圓載台與測量載台MST相對投影光學系統PL移動,測量載台MST取代一方之晶圓載台而與投影光學系統PL對向配置。此外,用以使一方之晶圓載台與測量載台MST彼此接近並定位之相對移動動作之至少一部分亦可在晶圓W之曝光動作後進行。
曝光部200具備照明系10、標線片載台RST、投影單元PU、以及局部液浸裝置8等。
照明系10,例如美國發明專利申請公開第2003/0025890號說明書等所揭示,包含光源與具有光學積分器等之照度均一化光學系統 及標線片遮簾等(均未圖示)之照明光學系統。照明系10,係籍由照明光(曝光用光)IL,以大致均一之照度來照明被標線片遮簾(亦稱遮罩系統)設定(限制)之標線片R上之狹縫狀照明區域IAR。此處,作為照明光IL,例如係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。
於標線片載台RST上,於其圖案面(圖1之下面)形成有電路圖案等之標線片R被以例如真空吸附加以固定。標線片載台RST,能藉由包含例如線性馬達等之標線片載台驅動系統統11(圖1中未圖示,參照圖16)在XY平面內微幅驅動,且於掃描方向(圖1中紙面內左右方向之Y軸方向)以既定掃描速度驅動。
標線片載台RST之XY平面內之位置資訊(含θz方向之旋轉資訊),係以標線片雷射干涉儀(以下稱「標線片干涉儀」)13,介由固定於標線片載台RST之移動鏡15(實際上設有具有正交於Y軸方向之反射面之Y移動鏡(或後向反射器)與具有正交於X軸方向之反射面之x移動鏡)以例如0.25nm程度之分析能力隨時加以檢測。標線片干涉儀13之測量值被送至主控制裝置20(圖1中未圖示,參照圖6)。又,亦可取代標線片干涉儀13而使用揭示於例如美國發明專利第7,839,485號等之編碼器來測量標線片載台RST之位置資訊。此情形下,亦可將形成格子之格子構件(標尺板或網格板)與編碼器讀頭中之一方設於標線片載台RST之下面側,將另一方配置於標線片載台RST下方,或將格子部與編碼器讀頭中之一方設於標線片載台RST之上面側,將另一方配置於標線片載台RST上方。又,標線片載台RST亦可係與後述之晶圓載台WST同樣的是粗微動構造。
投影單元PU配置於標線片載台RST之圖1中之下方。投 影單元PU,藉由被未圖示支承構件水平支承之主支架(度量衡支架)BD介由設於其外周部之突緣部FLG支承。主支架BD構成搭載照明光學系統至少一部分或標線片載台RST之曝光裝置100之本體支架之一部分,本實施形態中,藉由分別介由防振機構配置於設置面(例如地面等)之複數個(例如三個或四個)支承構件(未圖示)支承。此外,於設置面亦配置後述之底盤12等。又,防振機構亦可配置於各支承構件與主支架BD之間。再者,亦可如例如國際公開第2006/038952號所揭示,相對配置於投影單元PU上方之本體支架之一部分懸吊支承投影單元PU。
投影單元PU包含鏡筒40、與被保持於鏡筒40內之投影光學系統PL。作為投影光學系統PL,係使用例如由沿與Z軸平行之光軸AX排列之複數個光學元件(透鏡元件)構成之折射光學系統統。投影光學系統PL係例如兩側遠心且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。因此,若以來自照明系10之照明光IL照明標線片R上之照明區域IAR,藉由通過投影光學系統PL之第1面(物體面)與圖案面大致一致配置之標線片R之照明光IL,經由投影光學系統PL(投影單元PU)將該照明區域IAR內之標線片R之電路圖案之縮小像(電路圖案之部分縮小像),即形成於配置於投影光學系統PL之第2面(像面)側、於表面塗布有光阻(感應劑)之晶圓W上之與前述照明區域IAR共軛之區域(以下亦稱曝光區域)IA。接著,藉由標線片載台RST與晶圓載台WST1或WST2(更正確而言,係保持晶圓W之後述之微動載台WFS)之同步驅動,相對照明區域IAR(照明光IL)使標線片R移動於掃描方向(Y軸方向),並相對曝光區域IA(照明光IL)使晶圓W移動於掃描方向(Y軸方向),以進行晶圓W上之一個照射區域(區劃 區域)之掃描曝光,於該照射區域轉印標線片R之圖案。亦即,本實施形態中係以照明系10及投影光學系統PL於晶圓W上生成標線片R之圖案,以照明光IL使晶圓W上之感應層(光阻層)曝光以於晶圓W上形成其圖案。
局部液浸裝置8係對應曝光裝置100進行液浸方式之曝光而設置。局部液浸裝置8,包含液體供應裝置5、液體回收裝置6(圖1中皆未圖示,參照圖6)及嘴單元32等。嘴單元32,如圖1所示,以圍繞構成投影光學系統PL之最像面側(晶圓W側)之光學元件、此處係圍繞保持透鏡(以下,亦稱「前端透鏡」或「最終透鏡」)191之鏡筒40下端部周圍之方式,經由未圖示之支承構件懸吊支承於支承投影單元PU等之主支架BD。嘴單元32,具備液體Lq之供應口及回收口、與晶圓W對向配置且設有回收口之下面、以及分別與液體供應管31A及液體回收管31B(圖1中皆未圖示,參照圖4)連接之供應流路及回收流路。於液體供應管31A,連接有其一端連接於液體供應裝置5(圖1中未圖示、參照圖6)之未圖示供應管的另一端,於液體回收管31B,連接有其一端連接於液體回收裝置6(圖1中未圖示、參照圖6)之未圖示回收管的另一端。又,嘴單元32於其內部具有供應流路與回收流路,液體供應管31A與液體回收管31B分別介由供應流路與回收流路連接於供應口與回收口。進而,嘴單元32於其下面具有從投影光學系統PL射出之照明光IL通過之開口部,回收口配置於該開口部周圍。本實施形態中,雖於包圍前端透鏡之嘴單元32之內側面設有供應口,但亦可在嘴單元32下面側相對開口部於較回收口內側處設置與該供應口不同之供應口。
本實施形態中,主控制裝置20控制液體供應裝置5(參照圖 6)經由液體供應管31A及嘴單元32將液體供應至前端透鏡191與晶圓W之間,並控制液體回收裝置6(參照圖6)經由嘴單元32及液體回收管31B從前端透鏡191與晶圓W之間回收液體。此時,主控制裝置20係以所供應之液體之量與所回收之液體之量恆相等之方式控制液體供應裝置5與液體回收裝置6。因此,在前端透鏡191與晶圓W之間隨時交換保持有一定量之液體Lq(參照圖1)。局部液浸裝置8,能藉由透過嘴單元32供應之液體Lq於投影光學系統PL下形成液浸區域,且介由嘴單元32從液浸區域回收液體,僅於晶圓W之一部分保持液體Lq、亦即於與投影光學系統PL對向配置之晶圓載台WST1、WST2(微動載台WFS)上面進而較晶圓W之表面小之局部區域內保持液體Lq而形成液浸區域。因此,嘴單元32亦能稱為液浸構件、液浸空間形成構件、liquid confinement member、或liquid containment member等。本實施形態中,作為上述液體係使用能使ArF準分子雷射光(波長193nm之光)透射之純水。此外,純水對ArF準分子雷射光之折射率n為大致1.44,於純水中,照明光IL之波長,係縮短至193nm×1/n=約134nm。
本實施形態中,雖係將嘴單元32懸吊支承於主支架BD,但亦可於與主支架BD不同之支架構件、例如與主支架BD另外獨立配置於前述設置面之支架構件設置嘴單元32。藉此,能抑制或防止從嘴單元32傳達至投影光學系統PL之振動。又,亦可使在嘴單元32下面側與液體Lq(液浸區域之界面)接觸之嘴單元32一部分為可動,在晶圓載台WST1或WST2之移動時,以晶圓載台WST1或WST2與嘴單元32之相對速度變小之方式使嘴單元32之一部分移動。藉此,可抑制或防止特別是在晶圓W之曝光動作中液體Lq一部分從液浸區域分離而殘留於晶圓載台WST1或WST2 上面或晶圓W之表面。此情形下,雖亦可在晶圓載台WST1或WST2之移動中隨時使嘴單元32之一部分移動,但亦可在曝光動作之一部分、例如僅在晶圓載台WST1或WST2之步進動作使嘴單元32之一部分移動。又,嘴單元32之一部分亦可係例如具有回收口與下面之至少一部分之可動單元、或係能相對嘴單元32移動且具有與液體接觸之下面之板件等。
此外,於曝光部200具備第1微動載台位置測量系統110A,其包含具有從主支架BD介由支承構件72A被以大致懸臂狀態支承(支承一端部近旁)之測量臂71A之第1背側編碼器系統70A與後述之第1頂側編碼器系統80A(圖1中未圖示、參照圖16等)。其中,為了說明之方便,關於第1微動載台位置測量系統110A係留待後述之微動載台之說明後再予說明。
測量部300具備:設於主支架BD之對準檢測系ALG、設於主支架BD之焦點位置檢測系統(以下,簡稱為AF系)(90a,90b)(圖1中未圖示,參照圖6等)、以及包含具有從主支架BD介由支承構件72B被以大致懸臂狀態支承(支承一端部近旁)之測量臂71B之第2背側編碼器系統70B與後述之第2頂側編碼器系統80B(圖1中未圖示、參照圖6等)的第2微動載台位置測量系統110B。此外,為了說明之方便,關於第2微動載台位置測量系統110B係留待後述之微動載台之說明後再予說明。又,對準檢測系ALG亦稱為標記檢測系或對準裝置等。
對準檢測系ALG,係如圖2及圖5所示,在通過投影單元PU之中心(投影光學系統PL之光軸AX、本實施形態中亦與前述曝光區域IA之中心一致)且與Y軸平行之直線(以下稱為基準軸)LV上,以檢測中心 位於自光軸AX往-Y側相隔既定距離之位置之狀態配置。作為對準檢測系ALG,可使用例如影像處理方式之FIA(Field Image Alignment(場像對準))系統,其能將不會使晶圓上之光阻感光的寬頻檢測光束照射於對象標記,並以攝影元件(CCD(電荷耦合裝置)等)拍攝藉由來自該對象標記之反射光而成像於受光面的對象標記之像、以及未圖示之指標(設於各對準系內之指標板上的指標圖案)像,並輸出該等之拍攝訊號。來自對準檢測系ALG之攝影訊號,係供應至主控制裝置20(參照圖6)。此外,亦可使用揭示於例如美國發明專利申請公開第2009/0233234號說明書般、檢測區域設定在X方向上不同位置之複數個標記檢測系作為對準檢測系ALG。又,對準檢測系ALG不限於攝影方式,亦可係例如將同調測量光罩設於對準標記(繞射格子),並檢測從該標記產生之繞射光之方式等。
作為AF系,如圖2及圖5所示設有由送光系90a及受光系90b構成之斜入射方式的焦點位置檢測系。與AF系(90a、90b)相同之焦點位置檢測系(焦點位置檢測機構)揭示於例如美國發明專利第5,448,332號說明書中之第3實施形態中。此AF系(90a、90b),係求出被檢測面之光軸AX方向之位置(亦即,最佳成像面起之散焦量)。本實施形態中,作為其一例,送光系90a及受光系90b係於往通過對準檢測系ALG之檢測中心之與X軸平行之直線(基準軸)LA上相對基準軸LV配置成對稱。送光系90a與受光系90b之X軸方向之間隔,設定為較晶圓W之直徑小之間隔。
來自AF系(90a、90b)之檢測光束之照射點、亦即AF系(90a,90b)之檢測點,係一致於來自對準檢測系ALG之檢測光束之照射點、亦即對準檢測系ALG之檢測中心。因此,本實施形態中,能以AF系(90a,90b) 與對準檢測系ALG並行進行其檢測動作。此外,亦可取代AF系(90a,90b),使用例如美國發明專利第5,448,332號說明書等所揭示之多點焦點位置檢測系。在使用多點焦點位置檢測系時,其複數個檢測點例如係在被檢測面上與照射區域之X軸方向尺寸相同範圍內以既定間隔配置。本實施形態中,此複數個檢測點中在X軸方向配置於中心之檢測點配置於與對準檢測系ALG之檢測中心實質上相同之位置。
晶圓載台WST1及WST2之各個,由圖1及圖3(B)等可知,具有:粗動載台WCS;以及微動載台WFS,透過致動器(包含例如音圈馬達與EI線圈之至少一方)以非接觸狀態支承於粗動載台WCS且能相對粗動載台WCS移動。此處,晶圓載台WST1及WST2(粗動載台WCS)藉由包含後述平面馬達之粗動載台驅動系統51A、51B(參照圖6)以既定行程被驅動於X軸及Y軸方向且被微幅驅動於θz方向。又,晶圓載台WST1及WST2所分別具備之微動載台WFS藉由包含前述致動器之微動載台驅動系統52A、52B(參照圖6)分別相對粗動載台WCS被驅動於六自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θx、θy、θz之各方向)。此外,亦可藉由後述之平面馬達將粗動載台WCS驅動於六自由度方向。
又,位於曝光站200之晶圓載台WST1或WST2所具備之粗動載台WCS所支承之微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊係以第1微動載台位置測量系統110A(參照圖1、圖6)加以測量。
又,在晶圓載台WST1或WST2所具備之粗動載台WCS位於測量站300時,粗動載台WCS所支承之微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊係藉由第2微動載台位置測量系統110B(參照圖1、圖6)加以測 量。
又,在曝光站200與測量站300之間、亦即第1微動載台位置測量系統110A之測量範圍與第2微動載台位置測量系統110B之測量範圍間之晶圓載台WST1或WST2之位置資訊,係藉由後述之測量系統80D(參照圖6)。
又,測量載台MST之XY平面內之位置資訊係藉由後述之測量台位置測量系統16(參照圖6)加以測量。
第1微動載台位置測量系統110A、第2微動載台位置測量系統110B、測量系統80D之測量值(位置資訊)分別為了晶圓載台WST1、WST2之位置控制而供應至主控制裝置20(參照圖6)。特別是,第1微動載台位置測量系統110A及第2微動載台位置測量系統110B之測量值,用於晶圓載台WST1、WST2之微動載台WFS之位置控制。又,測量台位置測量系統16之測量值為了測量台MTB之位置控制而供應至主控制裝置20(參照圖6)。
此處,詳述載台系之構成等。首先說明晶圓載台WST1、WST2。晶圓載台WST1、WST2由圖1及圖2可知,雖係左右對稱但為相同構成,因此此處舉晶圓載台WST1為代表來說明。
晶圓載台WST1所具備之粗動載台WCS,如圖3(B)所示,具備粗動滑件部91、一對側壁部92a、92b、以及一對固定件部93a、93b。粗動滑件部91,由在俯視下(從+Z方向所視)X軸方向長度較Y軸方向長些許之長方形板狀構件構成。一對側壁部92a、92b,分別由以Y軸方向為長度方向之長方形板狀構件構成,分別以與YZ平面平行之狀態固定在粗動 滑件部91之長度方向一端部與另一端部上面。一對固定件部93a、93b,分別朝內側而固定在側壁部92a、92b各自之上面之Y軸方向中央部。粗動載台WCS,其全體為一具有上面之X軸方向中央部及Y軸方向兩側面開口之高度較低的直方體形狀。亦即,於粗動載台WCS之內部形成有貫通於Y軸方向之空間部。於此空間部內在後述之曝光時、對準時等插入測量臂71A、71B。此外,側壁部92a、92b之Y軸方向長度亦可與固定件部93a、93b大致相同。亦即,側壁部92a、92b亦可僅設於粗動滑件部91之長邊方向一端部與另一端部之上面之Y軸方向中央部。又,粗動載台WCS只要係能支承微動載台WFS而可動即可,能稱為晶圓載台WST1之本體部、或可動體或移動體等。
於底盤12內部,如圖1所示收容有包含以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個線圈17之線圈單元。此外,底盤12係於投影光學系統PL下方配置成其表面與XY平面大致平行。
對應於線圈單元,於粗動載台WCS底面、亦即粗動滑件部91底面,如圖2(B)所示設有由以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個永久磁石18構成之磁石單元。磁石單元與底盤12之線圈單元一起構成例如美國專利第5,196,745號說明書等所揭示之電磁力(勞倫茲力)驅動方式之平面馬達所構成之粗動載台驅動系統51A(參照圖6)。供應至構成線圈單元之各線圈17之電流之大小及方向藉由主控制裝置20控制。
於粗動滑件部91之底面,於上述磁石單元周圍固定有複數個空氣軸承94。粗動載台WCS藉由複數個空氣軸承94於底盤12上方介由既定間隙(clearance、gap)、例如數μm程度之間隙被懸浮支承,並藉由粗 動載台驅動系統51A驅動於X軸方向、Y軸方向、以及θz方向。
此外,作為粗動載台驅動系統51A,並不限於電磁力(勞倫茲力)驅動方式之平面馬達,例如亦可使用可變磁氣電阻驅動方式之平面馬達。此外,亦可藉由磁浮型之平面馬達構成粗動載台驅動系統51A,而能藉由該平面馬達將粗動載台WCS驅動於六自由度方向。此時,亦可不於粗動滑件部91之底面設置空氣軸承。
一對固定件部93a、93b之各個由外形為板狀之構件構成,其內部收容有由用以驅動微動載台WFS之複數個線圈所構成之線圈單元CUa、CUb。供應至構成線圈單元CUa、CUb之各線圈之電流之大小及方向由主控制裝置20控制。
微動載台WFS,如圖3(B)所示,具備本體部81、分別固定在本體部81之長邊方向一端部與另一端部之一對可動件部82a、82b、以及一體固定於本體部81上面之俯視矩形之板狀構件構成之晶圓台WTB。
本體部81由俯視以X軸方向為長邊方向之八角形板狀構件構成。於本體部81下面,水平(與晶圓W表面平行)地配置固定有既定厚度之既定形狀、例如俯視矩形或較本體部81大一圈之八角形板狀構件所構成之標尺板83。於標尺板83下面之至少較晶圓W大一圈之區域設有二維光柵(以下單稱為光柵)RG。光柵RG包含以X軸方向為週期方向之反射型繞射格子(X繞射格子)與以Y軸方向為週期方向之反射型繞射格子(Y繞射格子)。X繞射格子及Y繞射格子之格子線之間距設定為例如1μm。
本體部81與標尺板83最好係以例如熱膨脹率相同或相同程度之材料形成,該材料最好係低熱膨脹率。又,光柵RG表面亦可被保護構 件例如光能透射之透明材料且低熱膨脹率之罩玻璃覆蓋來加以保護。此外,光柵RG只要在不同之兩方向週期性排列,其構成等可為任意,週期方向亦可不與X、Y方向一致,例如週期方向亦可相對X、Y方向旋轉45度。
本實施形態中,雖微動載台WFS具有本體部81與晶圓台WTB,但例如亦可不設置本體部81而藉由前述之致動器驅動晶圓台WTB。又,微動載台WFS只要於其上面之一部分具有晶圓W之載置區域即可,能稱為晶圓載台WST之保持部或台、可動部等。
一對可動件部82a、82b具有分別固定於本體部81之X軸方向一端面與另一端面之YZ剖面矩形框狀之殼體。以下,為了說明方便,將此等殼體使用與可動件部82a、82b相同之符號標記為殼體82a、82b。
殼體82a,具有Y軸方向尺寸(長度)及Z軸方向尺寸(高度)均較固定件部93a大些許之於Y軸方向細長之YZ剖面為矩形之空間(開口部)。於殼體82a之空間內以非接觸方式插入有粗動載台WCS之固定件部93a之-X側端部。於殼體82a之上壁部82a1及底壁部82a2之內部設有磁石單元MUa1、MUa2。
可動件部82b雖與可動件部82a為左右對稱但構成相同。於殼體(可動件部)82b之空間內以非接觸方式插入有粗動載台WCS之固定件部93b之+X側端部。於殼體82b之上壁部82b1及底壁部82b2之內部設有與磁石單元MUa1、MUa2相同構成之磁石單元MUb1、MUb2。
上述之線圈單元CUa、CUb,以分別對應於磁石單元MUa1、MUa2及MUb1、MUb2之方式分別收容於固定件部93a及93b內部。
磁石單元MUa1、MUa2及MUb1、MUb2、以及線圈單元 CUa、CUb之構成,詳細揭示於例如美國專利申請公開第2010/0073652號說明書及美國專利申請公開第2010/0073653號說明書等。
本實施形態中,包含前述可動件部82a所具有之一對磁石單元MUa1、MUa2及固定件部93a所具有之線圈單元CUa與可動件部82b所具有之一對磁石單元MUb1、MUb2及固定件部93b所具有之線圈單元CUb在內,構成與上述美國專利申請公開第2010/0073652號說明書及美國專利申請公開第2010/0073653號說明書同樣的將微動載台WFS相對粗動載台WCS以非接觸狀態懸浮支承且以非接觸方式往六自由度方向驅動之微動載台驅動系統52A(參照圖6)。
此外,當使用磁浮型之平面馬達作為粗動載台驅動系統51A(參照圖6)之情形,由於能藉由該平面馬達將微動載台WFS與粗動載台WCS一體地微幅驅動於Z軸、θx及θy各方向,因此微動載台驅動系統52A亦可構成為能將微動載台WFS驅動於X軸、Y軸及θz各方向、亦即XY平面內之三自由度方向。此外,例如亦可於粗動載台WCS之一對側壁部92a、92b之各個將各一對電磁石與微動載台WFS之八角形斜邊部對向設置,並與各電磁石對向地於微動載台WFS設置磁性體構件。藉此,由於能藉由電磁石之磁力在XY平面內驅動微動載台WFS,因此亦可藉由可動件部82a、82b與固定件部93a、93b構成一對Y軸線性馬達。
於晶圓台WTB之上面中央設有藉由真空吸附等保持晶圓W之晶圓保持具(未圖示)。晶圓保持具亦可與晶圓台WTB一體形成,亦可相對晶圓台WTB透過例如靜電夾具機構或夾鉗機構等、或藉由接著等來固定。此處,雖省略了圖示,但於本體部81設有可透過設於晶圓保持具之孔 上下動之上下動銷。此上下動銷能在上面位於晶圓保持具上面之上方之第1位置與位於晶圓保持具上面之下方之第2位置之間移動於上下方向。
於晶圓台WTB上面之晶圓保持具(晶圓W之載置區域)外側,如圖3(A)所示,安裝有其中央形成有較晶圓保持具大一圈之大圓形開口且具有矩形外形(輪廓)之板片(撥液板)28。板片28係由例如玻璃或陶瓷(例如首德公司之Zerodur(商品名))、Al2O3或TiC等)構成,於其表面施加對液體Lq之撥液化處理。具體而言,係藉由例如氟樹脂材料、聚四氟乙烯(鐵氟龍(註冊商標))等氟系樹脂材料、丙烯酸系樹脂材料或矽系樹脂材料等來形成撥液膜。此外,板片28係以其表面全部(或一部分)與晶圓W表面實質上成為同一面之方式固定在晶圓台WTB之上面。
板件28具有位於晶圓台WTB之X軸方向中央且於其中央形成有上述圓形開口之具有矩形外形(輪廓)之第1撥液區域28a、以及在X軸方向隔著該第1撥液區域28a而位於晶圓台WTB之+X側端部、-X側端部之長方形之一對第2撥液區域28b。此外,本實施形態中,由於如前所述係使用水來作為液體Lq,因此以下將第1撥液區域28a及第2撥液區域28b亦分別稱為第1撥水板28a及第2撥水板28b。
於第1撥水板28a之+Y側端部近旁設有測量板30。於此測量板30中央設有基準標記FM,以隔著基準標記FM之方式設有一對空間像測量狹縫圖案(狹縫狀測量用圖案)SL。又,與各空間像測量狹縫圖案SL對應的,設有將透射過該等之照明光IL導至晶圓載台WST外部(設於後述之測量載台MST之受光系)之送光系(未圖示)。又,於測量板之上面,於至少中央部之區域(或全區)形成有反射來自前述之AF系(90a,90b)之檢測光 束之反射面。測量板30例如配置於與配置晶圓保持具之開口不同之板件28之開口內,測量板30與板件28之間隔被密封構件等封閉以避免液體流入晶圓台WTB。又,測量板30於晶圓台WTB設成其表面與板件28之表面實質上成為同一面。此外,亦可將與狹縫圖案SL不同之至少一個開口部(光透射部)形成於測量板30,且以感測器檢測出介由投影光學系統PL與液體透射開口部之照明光IL,例如能測量投影光學系統PL之光學特性(包含波面像差等)及/或照明光IL之特性(包含光量、在前述曝光區域IA內之照度分布等)等。
於一對第2撥水板28b分別形成有第1、第2頂側編碼器系統80A、80B用之標尺391,392。詳述之,標尺391,392分別係以例如以Y軸方向為週期方向之繞射格子與以X軸方向為週期方向之繞射格子所組合而成之反射型二維繞射格子所構成。二維繞射格子之格子線間距,於Y軸方向及X軸方向之任一方向均設定為例如1μm。又,由於一對第2撥水板28b分別具有標尺(二維格子)391,392,因此稱為格子構件、標尺板、或網格板等,本實施形態中,例如於低熱膨脹率之玻璃板表面形成二維格子,以覆蓋該二維格子之方式形成撥液膜。此外,圖3(A)中,為了圖示方便,格子之間距圖示成較實際之間距大。又,二維格子只要在不同之兩方向週期性排列,其構成等可為任意,週期方向亦可不與X、Y方向一致,例如週期方向亦可相對X、Y方向旋轉45度。又,於標尺391,392之邊緣部之既定位置,雖未圖示,但分別形成有在晶圓台WTB1位於既定位置(後述之並列開始位置)時後述之曝光座標回歸用位置測量系統之一對影像感測器之攝影對象即標記。
此外,為了保護一對第2撥水板28b之繞射格子等,以具備撥水性之低熱膨脹率之玻璃板來覆蓋亦為有效。此處,能使用厚度與晶圓相同程度、例如厚度1mm者來作為玻璃板,例如於晶圓台WTB上面設置成其玻璃板表面與晶圓面實質上相同高度(同一面)。又,當至少在晶圓W之曝光動作中,將一對第2撥水板28b從晶圓W分離配置成不與前述之液浸區域之液體接觸之程度時,一對第2撥水板28b其表面亦可非撥液性。亦即,一對第2撥水板28b可均係分別形成標尺(二維格子)之單純格子構
本實施形態中,雖於晶圓台WTB設置板件28,但板件28亦可不設置。此情形下,只要於晶圓台WTB之上面設置配置晶圓保持具之凹部,例如將前述之表面非撥液性之一對格子構件在晶圓台WTB上於X方向隔著凹部配置即可。如前所述,此一對格子構件只要從凹部分離配置成不與液浸區域之液體接觸之程度即可。又,亦可將凹部形成為在凹部內保持於晶圓保持具之晶圓W之表面與晶圓台WTB上面實質上成為同一面。此外,亦可使晶圓台WTB之上面全部或一部分(至少包含包圍凹部之周圍區域)成為撥液性。又,在將形成標尺(二維格子)391,392之一對格子構件接近凹部來配置時,亦可取代表面非撥液性之一對格子構件,使用前述之一對第2撥水板28b。
此外,於各第2撥水板28b之標尺端附近,分別設有用以決定後述之編碼器讀頭與標尺間之相對位置之未圖示之定位圖案。此定位圖案由例如反射率不同之格子線構成,當編碼器讀頭掃描此定位圖案上時,編碼器之輸出訊號強度會變化。因此,預先決定臨限值,檢測出輸出訊號之強度超過該臨限值之位置。以此檢測出之位置為基準,設定編碼器讀頭 與標尺間之相對位置。
如圖2所示,於晶圓載台WST1之粗動載台WCS,連接有配管、配線一體化之管22A之一端,管22A之另一端連接於管載體TC1。管載體TC1係將例如電力(電流)、冷媒、壓縮空氣及真空等之力介由管22A供應至晶圓載台WST1(粗動載台WCS)者。又,供應至粗動載台WCS之力之一部分(例如真空等)被供應至微動載台WFS。管載體TC1,藉由例如由線性馬達構成之載體驅動系統24A(參照圖6)被往Y軸方向驅動。載體驅動系統24A之固定件,亦可如圖2所示一體設於底盤12之-X端部之一部分,或亦可為了減少因管載體TC1之驅動產生之反力對晶圓載台WST1造成之影響,而與底盤12分離在底盤12之-X側以Y軸方向為長度方向設置。又,管載體亦可配置於底盤12上,此情形下,能藉由驅動粗動載台WCS之後述平面馬達驅動管載體。此外,管載體亦能稱為纜線載體、或從動件(follower)等。又,晶圓載台WST不一定要是粗微動構造。
管載體TC,雖藉由主控制裝置20透過載體驅動系統24A而追隨晶圓載台WST1往Y軸方向被驅動。管載體TC1之往Y軸方向之驅動,不需嚴格地追隨晶圓載台WST1之Y軸方向驅動,只要在某容許範圍內追隨即可。
晶圓載台WST2與上述之晶圓載台WST1雖為左右對稱但為相同構成。因此,晶圓載台WST2(粗動載台WCS)係藉由與粗動載台驅動系統51A相同構成之平面馬達所構成之粗動載台驅動系統51B(參照圖6)被往X軸方向、Y軸方向及θz方向驅動。又,藉由晶圓載台WST2所具備之粗動載台WCS以非接觸狀態支承微動載台WFS,且藉由與微動載台驅 動系統統52A相同構成之微動載台驅動系統統52B(參照圖6)被以非接觸方式往六自由度方向驅動。又,如圖2所示,於晶圓載台WST2介由管22B連接有管載體TC2,管載體TC2,藉由主控制裝置20透過由線性馬達構成之載體驅動系統24B(參照圖6)追隨晶圓載台WST2被往Y軸方向驅動。
又,如上所述,本實施形態中,由於分別構成晶圓載台WST1、WST2之微動載台WFS具備晶圓台WTB,因此以下為了說明方便,將包含構成晶圓載台WST1之晶圓台WTB之微動載台WFS標記為晶圓台WTB1,將包含構成晶圓載台WST2之晶圓台WTB之微動載台WFS標記為晶圓台WTB2(參照例如圖1、圖2等)。又,將晶圓台WTB1、WTB2適當總稱為晶圓台WTB。
其次說明測量載台MST。圖4(A)及圖4(B)分別顯示了測量載台MST之前視圖(從-Y方向觀看的圖)及俯視圖(從+Z方向觀看的圖)。如此等圖4(A)及圖4(B)所示,測量載台MST具備滑件部60與支承部62與測量台MTB。滑件部60由在俯視下(從+Z方向觀看)以X軸方向為長度方向之長方形板狀構件構成。支承部62,由直方體構件構成,固定於滑件部60上面之-X側端部。測量台MTB,由長方形板狀構件構成,懸臂支承於該支承部62上,且透過測量台驅動系統52C(參照圖6)被微幅驅動於例如六自由度方向(或XY平面內之三自由度方向)。
雖未圖示,但於滑件部60底面設有由複數個永久磁石構成之磁石單元,其係與底盤12之線圈單元(線圈17)一起構成電磁力(勞倫茲力)驅動方式之平面馬達所構成之測量載台驅動系統51B(參照圖6)。於滑件部60之底面,於上述磁石單元周圍固定有複數個空氣軸承(未圖示)。測量載 台MST藉由前述之空氣軸承於底盤12上方介由既定間隙(clearance、gap)、例如數μm程度之間隙被懸浮支承,並藉由測量載台驅動系統51C驅動於X軸方向及Y軸方向。此外,測量載台MST雖為空氣懸浮方式,但亦可係例如利用平面馬達之磁浮方式。
於測量台MTB,於其-Y側端部之除了帶狀部分(以下亦適當稱為移交部)之部分之+X側半部設有各種測量用構件。作為該測量用構件,例如圖4(B)所示,係採用具有針孔狀受光部來在投影光學系統PL之像面上接收照明光IL的照度不均感測器95、用以測量投影光學系統PL所投影之圖案空間像(投影像)的空間像測量器96、例如國際公開第03/065428號等所揭示的夏克-哈特曼(Shack-Hartman)方式之波面像差測量器97、以及具有既定面積之受光部以在投影光學系統PL之像面上接收照明光IL之照度監測器98等。
照度不均感測器95,例如能使用與美國發明專利第4,465,368號說明書等所揭示者相同之構造。又,空間像測量器96,例如能使用與美國發明專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示者相同之構造。波面像差感測器97,例如能使用國際公開第99/60361號(對應歐洲專利第1079223號)所揭示者。照度監測器98,能使用與例如美國發明專利申請公開第2002/0061469號說明書等所揭示者相同之構造。
又,於測量台MTB以能對向於前述之一對送光系(未圖示)之配置,一對受光系(未圖示)設於移交部。本實施形態中,係構成空間像測量裝置451、452(參照圖6),其係在晶圓載台WST1或WST2與測量載台MST於Y軸方向接近至既定距離以內之狀態(包含接觸狀態)下,將透射過 晶圓載台WST1或WST2上之測量板30之各空間像測量狹縫圖案SL的照明光IL以各送光系(未圖示)導引,而以測量載台MST內之各受光系(未圖示)之受光元件接收光。
此外,本實施形態中雖將四個測量用構件(95,96,97,98)設於測量台MTB,但測量用構件之種類、及/或數量等並不限於此。測量用構件,例如可使用用以測量投影光學系統PL之透射率的透射率測量器、及/或能採用用以觀察前述局部液浸裝置8、例如嘴單元32(或前端透鏡191)等的測量器等。再者,亦可將與測量用構件相異之構件、例如用以清掃嘴單元32、前端透鏡191等的清掃構件等裝載於測量載台MST。
此外,本實施形態中,對應所進行之以介由投影光學系統PL與液體(水)Lq之曝光用光(照明光)IL來使晶圓W曝光的液浸曝光,使用照明光IL之測量所使用的上述照度不均感測器95、空間像測量器96、波面像差感測器97、以及照度監測器98,即係介由投影光學系統PL及水來接收照明光IL。又,各感測器,例如亦可僅有介由投影光學系統PL及水來接收照明光IL之受光面(受光部)及光學系統等之一部分配置於測量台MTB,或亦可將感測器整體配置於測量台MTB。
於測量台MTB之除了移交部以外部分之-X側半部,設有以X軸方向及Y軸方向作為週期方向之二維光柵69。於測量台MTB之上面,以覆蓋二維光柵69及各種測量用構件之狀態固定有其表面被撥液膜(撥水膜)覆蓋之透明構件構成之板件63。板件63以與前述之板件28相同之材料形成。於測量台MTB之下面(-Z側之面)設有與前述之光柵RG相同之光柵RGa。
此外,當將測量載台驅動系統51C以磁浮型之平面馬達構成時,例如亦可將測量載台設為於六自由度方向可動之單體載台。又,亦可不於測量台MTB設置板件63。此情形下,只要於測量台MTB上面形成分別配置前述複數個感測器之受光面(光透射部)之複數個開口,例如以在開口內受光面與測量台MTB之上面實質上成為同一面之方式將包含受光面之感測器至少一部分設於測量台MTB即可。
測量載台MST能從-X側對測量臂71A卡合,在其卡合狀態下,測量台MTB位於緊挨測量臂71A上方。此時,測量台MTB之位置資訊,藉由對光柵RGa照射測量光束之後述測量臂71A所具有之複數個編碼器讀頭測量。
又,測量台MTB能從+Y側對粗動載台WCS所支承之微動載台WFS(晶圓台WTB1或WTB2)接近至例如300μm左右以下之距離或接觸,在其接近或接觸狀態下,係與晶圓台WTB1或WTB2上面一起形成外觀上成一體之全平坦面(參照例如圖10)。測量台MTB(測量載台MST)藉由主控制裝置20,透過測量載台驅動系統51C被驅動,而在與晶圓台WTB1或WTB2之間進行液浸區域(液體Lq)之移交。亦即,用以規定形成於投影光學系統PL下之液浸區域之邊界(boundary)之一部分從晶圓台WTB1或WTB2上面與測量台MTB上面之一方被置換至另一方。此外,關於測量台MTB與晶圓台WTB1或WTB2間之液浸區域(液體Lq)之移交,留待後述。
其次,說明用於測量被位於曝光站200之晶圓載台WST1或WST2所具備之粗動載台WCS可移動地保持之微動載台WFS(晶圓台WTB1或WTB2)之位置資訊之第1微動載台位置測量系統110A(參照圖6) 之構成。此處,例如以測量晶圓載台WST1所具備之晶圓台WTB1之位置資訊之情形為例,說明第1微動載台位置測量系統110A。
第1微動載台位置測量系統110A之第1背側編碼器系統70A如圖1所示,具備在晶圓載台WST1配置於投影光學系統PL下方之狀態下插入設於粗動載台WCS內部之空間部內之測量臂71A。
測量臂71A如圖1所示,具有介由支承構件72A以懸臂狀態支承於主支架BD之臂構件711與收容於臂構件711之內部之後述之編碼器讀頭(光學系統之至少一部分)。亦即,藉由包含測量臂71A之臂構件711與支承構件72A之測量構件(亦稱為支承構件或度量衡臂)將其讀頭部支承成第1背側編碼器系統70A之讀頭部(包含光學系統之至少一部分)配置得較晶圓台WTB1之光柵RG低。藉此,對光柵RG從下方照射第1背側編碼器系統70A之測量光束。臂構件711由以Y軸方向為長度方向之具有長方形剖面之中空柱狀構件構成。臂構件711例如如圖2所示,寬度方向(X軸方向)之尺寸係基端部近旁最寬,從基端部至自長度方向中央略靠基端部之位置隨著往前端側而逐漸變細,從自長度方向中央略靠基端部之位置至前端為止則為大致一定。本實施形態中,雖將第1背側編碼器系統70A之讀頭部配置於晶圓台WTB1之光柵RG與底盤12之表面之間,但例如亦可於底盤12下方配置讀頭部。
臂構件711係由低熱膨脹率之材料、最好係0膨脹之材料(例如首德公司之Zerodur(商品名)等)構成。臂構件711係中空且基端部較寬廣,因此剛性較高,在俯視下之形狀亦如上述設定,是以在晶圓載台WST1配置於投影光學系統PL下方之狀態下,在臂構件711之前端部插入粗動載 台WCS之空間部內之狀態雖晶圓載台WST1會移動,但此時能防止成為晶圓載台WST1移動之妨礙。又,在與後述之編碼器讀頭之間傳送光(測量光束)之送光側(光源側)及受光側(檢測器側)之光纖等通過臂構件711之中空部內。此外,臂構件711例如亦可僅有光纖等通過之部分為中空,其他部分係以中實構件形成。此外,為了將臂構件711之特定頻率之振動抑制得較小,亦可於其前端部例如設有具有該特定頻率作為固有共振頻率之質量阻尼器(亦稱為動態阻尼器)。此外,亦可藉由質量阻尼器以外之振動抑制構件來抑制或防止臂構件711之振動。又,此振動抑制構件係補償因臂構件711之振動而產生之第1背側編碼器系統70A之測量誤差之補償裝置之一,後述之第1頂側編碼器系統80A亦係補償裝置之一。
在晶圓載台WST1配置於投影光學系統PL下方之狀態下,測量臂71A之臂構件711前端部插入粗動載台WCS之空間部內,如圖1所示,其上面對向於設在微動載台WFS之下面(更正確而言為本體部81之下面)之光柵RG(圖1中未圖示,參照圖3(B)等)。臂構件711之上面在與微動載台WFS之下面之間形成有既定間隙(gap、clearance)、例如數mm程度之間隙之狀態下與微動載台WFS下面大致平行配置。此外,臂構件711之上面與微動載台WFS之下面之間之間隙亦可為數mm以上或以下。
如圖7所示,第1背側編碼器系統70A包含測量位於曝光站200之微動載台WFS之X軸、Y軸及Z軸方向之位置之三維編碼器73a、測量微動載台WFS之X軸及Z軸方向之位置之XZ編碼器73b、以及測量微動載台WFS之Y軸及Z軸方向之位置之YZ編碼器73c。
XZ編碼器73b及YZ編碼器73c之各個具備分別收納於測 量臂71A之臂構件711內部之以X軸及Z軸方向為測量方向之二維讀頭、以及以Y軸及Z軸方向為測量方向之二維讀頭。以下,為了說明方便,將XZ編碼器73b及YZ編碼器73c分別具備之二維讀頭使用與各編碼器相同之符號而標記為XZ讀頭73b、YZ讀頭73c。此等XZ讀頭73b及YZ讀頭73c之各個,能使用與例如美國發明專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量讀頭相同構成之編碼器讀頭(以下適當簡稱為讀頭)。又,三維編碼器73a具備收納於測量臂71A之臂構件711內部之以X軸、Y軸及Z軸方向為測量方向之三維讀頭。以下,為了說明方便,將三維編碼器73a具備之三維讀頭使用與其編碼器相同之符號而標記為三維讀頭73a。作為三維讀頭73a,能使用例如將XZ讀頭73b與YZ讀頭73c組合成各測量點(檢測點)為相同點且能進行X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之測量而構成之三維讀頭。
圖8(A)係以立體圖顯示臂構件711之前端部,圖8(B)係顯示從+Z方向觀看臂構件711之前端部上面之俯視圖。如圖8(A)及圖8(B)所示,三維讀頭73a,係從在平行於X軸之直線LX1上位於從直線LY1(與位於從臂構件711之中心線CL起既定距離之Y軸平行)起等距離(設為距離a)位置之兩點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上照射測量光束LBxa1、LBxa2(參照圖8(A))。又,三維讀頭73a係在直線LY1上位於從直線LX1起均為距離a之位置之兩點對光柵RG上照射測量光束LBya1、LBya2。測量光束LBxa1、LBxa2照射於光柵RG上之相同照射點,又,於該照射點亦被照射測量光束LBya1、LBya2。本實施形態中,測量光束LBxa1、LBxa2及測量光束LBya1、LBya2之照射點、亦即三維讀頭73a之檢測點(參照圖 8(B)中之符號DP1)位於照射於晶圓W之照明光IL之照射區域(曝光區域)IA中心即曝光位置之正下方(參照圖1)。此處,直線LY1一致於前述之基準軸LV。
XZ讀頭73b配置於往三維讀頭73a之+Y側分離既定距離之位置。如圖8(B)所示,XZ讀頭73b係在直線LY2(位於從直線LX1起往+Y側既定距離,與X軸平行)上位於從直線LY1起均為距離a之位置之兩點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上之共通照射點照射在圖8(A)中分別以虛線顯示之測量光束LBxc1、LBxc2。測量光束LBxc1、LBxc2之照射點、亦即XZ讀頭73b之檢測點於圖8(B)以符號DP3顯示。
YZ讀頭73c,配置於往三維讀頭73a之-X側分離既定距離之位置。YZ讀頭73c係在直線LY2(相對中心線CL與直線LY成對稱)上從直線LX1起均為距離a之位置之兩點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上照射測量光束LByb1、LByb2。測量光束LByb1、LByb2照射於光柵RG上之相同照射點。測量光束LByb1、LByb2之照射點、亦即YZ讀頭73c之檢測點(參照圖8(B)中之符號DP2)係從緊挨曝光位置下方之點往-X側分離既定距離之點。
在第1背側編碼器系統70A,藉由使用光柵RG之X繞射格子及Y繞射格子測量微動載台WFS之X軸、Y軸及Z軸方向之位置之三維讀頭73a分別構成三維編碼器,藉由使用光柵RG之X繞射格子測量微動載台WFS之X軸及Z軸方向之位置之XZ讀頭73b構成XZ編碼器,藉由使用光柵RG之Y繞射格子測量微動載台WFS之Y軸及Z軸方向之位置之YZ讀頭73c構成YZ編碼器73d。以下,為了說明方便,係將上述 各編碼器使用與各讀頭相同之符號標記為三維編碼器73a(編碼器73a)、XZ編碼器73b(編碼器73b)、YZ編碼器73c(編碼器73c)。
第1背側編碼器系統70A之編碼器73a,73b,73c之輸出被供應至主控制裝置20(參照圖7)。
主控制裝置20使用編碼器73a之三軸方向(X、Y、Z)之測量值運算微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置,使用編碼器73a、73c之Y軸方向之測量值運算微動載台WFS之θz方向之位置,使用編碼器73a、73c之Z軸方向之測量值運算微動載台WFS之θy方向之位置,使用編碼器73a、73b之Z軸方向之測量值運算微動載台WFS之θx方向之位置。此外,亦能使用編碼器73a、73b之X軸方向之測量值運算微動載台WFS之θz方向之位置。
此處,本實施形態中,三維讀頭73a之檢測點DP1在俯視下一致於曝光位置,因此係在該檢測點DP1測量微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置。
上述之讀頭73a~73d,由於測量光束在空氣中之光路長極短且大致相等,因此幾乎能忽視空氣波動之影響。因此,能藉由第1背側編碼器系統70A高精度地測量微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊。又,第1背側編碼器系統70A之X軸、Y軸及Z軸方向之實質之光柵上之檢測點,由於分別位於曝光區域IA之中心(曝光位置)正下方(在俯視下一致於曝光區域IA之中心),因此能抑制所謂阿貝誤差之產生至實質上能忽視之程度。因此,主控制裝置20,能藉由使用第1背側編碼器系統70A,在無阿貝誤差之情形下高精度地測量微動載台WFS之X軸方向、Y軸方向及Z 軸方向之位置。此外,第1背側編碼器系統70A雖亦可僅測量晶圓台WTB1(或晶圓載台WST1)之六自由度方向之位置資訊,但最好能如本實施形態般,使用與六自由度方向之位置資訊測量所必要之複數個測量光束不同之至少一個測量光束來測量晶圓台WTB1(或晶圓載台WST1)之位置資訊。此情形下,主控制裝置20,能使用藉由與測量六自由度方向之位置資訊所必須之複數個測量光束不同之至少一個測量光束以第1背側編碼器系統70A測量之晶圓台WTB1(或晶圓載台WST1)之位置資訊,更新用以補償因光柵RG而產生之第1背側編碼器系統70A之測量誤差之資訊。
其次,說明構成第1微動載台位置測量系統110A一部分之第1頂側編碼器系統80A之構成等。第1頂側編碼器系統80A能與第1背側編碼器系統70A並行地測量晶圓台WTB1(微動載台WFS)之六自由度方向之位置資訊。
曝光裝置100中,例如如圖2所示,於投影單元PU(嘴單元32)之+X側、-X側分別配置有一對讀頭部62A、62C。讀頭部62A、62C如後述分別包含複數個讀頭,此等讀頭介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD(圖2中未圖示,參照圖1等)。
讀頭部62A、62C如圖5所示,具備各五個之四軸讀頭651~655,641~645。於四軸讀頭651~655之殼體內部,收容有以X軸及Z軸方向作為測量方向之XZ讀頭65X1~65X5、以及以Y軸及Z軸方向作為測量方向之YZ讀頭65Y1~65Y5。同樣地,於四軸讀頭641~645之殼體內部,收容有XZ讀頭64X1~64X5、以及YZ讀頭64Y1~64Y5。XZ讀頭65X1~65X5及64X1~64X5、以及YZ讀頭65Y1~65Y5及64Y1~64Y5 之各個,能使用例如與美國發明專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量感測器讀頭相同構成之編碼器讀頭。
XZ讀頭65X1~65X4,64X1~64X5(更正確而言,係XZ讀頭65X1~65X5,64X1~64X5所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點),係以既定間隔WD(參照圖2)配置於通過投影光學系統PL之光軸AX(在本實施形態中亦與前述之曝光區域IA中心一致)且與X軸平行之直線(以下稱為基準軸)LH上。又,YZ讀頭65Y1~65Y5,64Y1~64Y5(更正確而言,係YZ讀頭65Y1~65Y5,64Y1~64Y5所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點),係於與基準軸LH平行且從基準軸LH往-Y側分離既定距離之直線LH1上配置於與對應之XZ讀頭65X1~65X5,64X1~64X5相同之X位置。以下,視必要情形將XZ讀頭65X1~65X5,64X1~64X5及YZ讀頭65Y1~65Y5,64Y1~64Y5亦分別標記為XZ讀頭65X,64X及YZ讀頭65Y,64Y。此外,基準軸LH一致於前述之直線LX1。
讀頭部62A、62C構成分別使用標尺391,392測量晶圓台WTB1之X軸方向位置(X位置)及Z軸方向位置(Z位置)之多眼(此處為五眼)之XZ線性編碼器、及測量Y軸方向位置(Y位置)及Z位置之多眼(此處為五眼)之YZ線性編碼器。以下為了說明方便,將此等編碼器使用與XZ讀頭65X,64X及YZ讀頭65Y,64Y分別相同之符號標記為XZ線性編碼器65X,64X及YZ線性編碼器65Y,64Y(參照圖7)。
本實施形態中,藉由XZ線性編碼器65X與YZ線性編碼器65Y構成測量晶圓台WTB1在X軸、Y軸、Z軸及θx之各方向之位置資訊之多眼(此處為四眼)之四軸編碼器65(參照圖7)。同樣地,藉由XZ線性編 碼器64X與YZ線性編碼器64Y構成測量晶圓台WTB1在X軸、Y軸、Z軸及θx之各方向之位置資訊之多眼(此處為四眼)之四軸編碼器64(參照圖7)。
此處,讀頭部62A、62C分別具備之四個XZ讀頭65X,64X(更正確而言,係XZ讀頭65X,64X所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點)及四個YZ讀頭65Y,64Y(更正確而言,係YZ讀頭65Y,64Y所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點)之X軸方向之間隔WD,設定為較標尺391,392之X軸方向寬度狹窄。
因此,在曝光時等,分別四個之XZ讀頭65X,64X,YZ讀頭65Y,64Y中至少各一個讀頭會隨時對向於對應之標尺391,392(對其照射測量光束)。此處,標尺之寬度係指繞射格子(或此形成區域)之寬度、更正確而言係指能藉由讀頭測量位置之範圍。
是以,藉由四軸編碼器65與四軸編碼器64,構成在晶圓載台WST1位於曝光站200時測量粗動載台WCS所支承之晶圓台WTB1(微動載台WFS)之六自由度方向之位置資訊之第1頂側編碼器系統80A。此處,晶圓台WTB1(微動載台WFS)之θz方向之位置,係使用以四軸編碼器65及四軸編碼器64之各個測量之在Z軸方向之位置之差來求出,晶圓台WTB1(微動載台WFS)之θz方向之位置,係使用以四軸編碼器65及四軸編碼器64之各個測量之在Y軸方向之位置之差來求出。
本實施形態中,進一步於讀頭部62A、62C各自之-Y側,相對基準軸LV對稱地配置有與四軸讀頭651~655及641~645相同之構成之一對四軸讀頭656、646。構成四軸讀頭656之XZ讀頭65X6及YZ讀頭 65Y6,配置於與XZ讀頭65X3相同之X位置。構成四軸讀頭646之XZ讀頭64X6及YZ讀頭64Y6,配置於與XZ讀頭64X3相同之X位置。
一對四軸讀頭656、646,構成在從後述之測量台MTB與晶圓台WTB1或WTB2之接近或接觸之狀態(並列)之開始時至第1微動載台位置測量系統110A對晶圓台WTB1或WTB2之位置測量開始為止之期間,使用一對標尺391,392測量晶圓台WTB1或WTB2在六自由度方向之位置資訊之一對編碼器,藉由此一對編碼器構成第3微動載台位置測量系統110C(參照圖6)。
構成第1頂側編碼器系統80A、第3微動載台位置測量系統110C之各編碼器之測量值被供應至主控制裝置20(參照圖6、圖7等)。
又,雖圖示省略,但主控制裝置20在將晶圓載台WST1驅動於X軸方向時,係將測量晶圓台WTB1之位置資訊之XZ讀頭65X,64X及YZ讀頭65Y,64Y依序切換為相鄰之XZ讀頭65X,64X及YZ讀頭65Y,64Y。亦即,為了順暢地進行此XZ讀頭及YZ讀頭之切換(接續),係如前所述,讀頭部62A、62C所含之相鄰之XZ讀頭及YZ讀頭之間隔WD設定為較標尺391,392之X軸方向寬度狹窄。
由至此為止之說明可知,本實施形態中,在晶圓載台WST1位於曝光站200時,粗動載台WCS所支承之晶圓台WTB1(微動載台WFS)之六自由度方向之位置資訊,能藉由第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A並行地測量。
在晶圓載台WST2位於曝光站200時,藉由分別對晶圓台WTB2背面之光柵RG照射測量光束之三維讀頭73a、XZ讀頭73b及YZ 讀頭73c測量晶圓台WTB2之六自由度方向之位置資訊之第1背側編碼器系統70A係與前述相同地構成。又,此情形下,藉由分別對晶圓台WTB2上面之一對標尺391,392照射測量光束之讀頭部62A,62C所具有之各五個四軸讀頭分別構成之五眼四軸編碼器65與四軸編碼器64來測量粗動載台WCS所支承之晶圓台WTB2(微動載台WFS)之六自由度方向之位置資訊之第1頂側編碼器系統80A係與前述相同地構成。
亦即,本實施形態中,不論晶圓載台WST1、WST2之任一者是否位於曝光站200,均藉由對向於微動載台WFS(被位於曝光站200之粗動載台WCS所支承)所具備之光柵RG之臂構件711所內藏之讀頭73a~73c構成測量微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊之第1背側編碼器系統70A,藉由分別對向於微動載台WFS(被位於曝光站200之粗動載台WCS所支承)所具備之一對標尺391,392之讀頭部62A,62C構成測量微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊之第1頂側編碼器系統80A。
然而,第1頂側編碼器系統80A與第1背側編碼器系統70A各有如下所述之優點、缺點。第1頂側編碼器系統80A,因例如用於θx、θy、θz方向之位置測量之複數個讀頭之檢測點彼此之間隔較第1背側編碼器系統70A寬廣等理由,至少在θx、θy、θz方向之位置測量方面,第1頂側編碼器系統80A之座標系較第1背側編碼器系統70A之座標系更為可靠。
另一方面,第1背側編碼器系統70A具有光柵RG之變形及讀頭73a~73c之漂移等長期變動少、測量訊號之靜態成分可靠性高等之優點。
因此,本實施形態中,包含後述之曝光時在內,在晶圓載台 WST1或WST2位於曝光站200時,藉由第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A並行地進行微動載台WFS(晶圓台WTB1或WTB2)之位置資訊之測量,而根據可靠性較高者之位置資訊進行晶圓台WTB1或WTB2之位置控制。以下,例如在X軸、Y軸及Z軸方向係根據以第1背側編碼器系統70A測量之位置資訊,在θx、θy、θz方向係根據以第1頂側編碼器系統80A測量之位置資訊來進行晶圓台WTB1或WTB2之位置控制。
其次,說明被位於測量站300之粗動載台WCS可移動地保持之微動載台WFS之位置資訊測量所使用之第2微動載台位置測量系統110B(參照圖6)之構成。此處,例如以測量晶圓載台WST2所具備之晶圓台WTB2之位置資訊之情形為例,說明第2微動載台位置測量系統110B。
第2微動載台位置測量系統110B之第2背側編碼器系統70B,具備在晶圓載台WST2配置於對準檢測系ALG下方之狀態下插入設在粗動載台WCS內部之空間部內之測量臂71B(參照圖1)。
測量臂71B如圖1所示,具有介由支承構件72B以懸臂狀態支承於主支架BD之臂構件712與收容於臂構件712之內部之後述之編碼器讀頭(光學系統)。測量臂71B雖臂構件712之長度較前述之臂構件711長,但整體係與前述之測量臂71A概略構成為左右對稱。
如前所述在晶圓載台WST2配置於對準檢測系ALG下方之狀態下,如圖1所示,測量臂71B之臂構件712前端部插入粗動載台WCS之空間部內,其上面對向於設在微動載台WFS(晶圓台WTB2)下面(更正確而言為本體部81之下面)之光柵RG(圖1中未圖示,參照圖3(B)等)。臂構 件712之上面在與微動載台WFS之下面之間形成有既定間隙(gap、clearance)、例如數mm程度之間隙之狀態下與微動載台WFS下面大致平行配置。
如圖7所示,第2背側編碼器系統70B與前述之第1背側編碼器系統70A同樣地,包含分別測量微動載台WFS之X軸、Y軸及Z軸方向之位置之三維編碼器75a、測量微動載台WFS之X軸及Z軸方向之位置之XZ編碼器75b、以及測量微動載台WFS之Y軸及Z軸方向之位置之YZ編碼器75c。
XZ編碼器75b及XZ編碼器75c之各個具備分別收納於臂構件712內部之以X軸及Z軸方向為測量方向之二維讀頭、以及以Y軸及Z軸方向為測量方向之二維讀頭。以下,為了說明方便,將XZ編碼器75b及XZ編碼器75c分別具備之二維讀頭使用與各編碼器相同之符號而標記為XZ讀頭75b、YZ讀頭75c。三維編碼器75a具備以X軸、Y軸及Z軸方向為測量方向之三維讀頭。以下,為了說明方便,將三維編碼器75a具備之三維讀頭使用與其編碼器相同之符號而標記為三維讀頭75a。作為上述之二維讀頭75b、75c、三維讀頭75a,能使用與前述之二維讀頭73b、73c、三維讀頭73a相同之構成。
三維讀頭75a及二維讀頭75b及75c,係以雖與前述之三維讀頭73a及二維讀頭73b、73c為左右對稱但相同之位置關係配置於臂構件712之內部。三維讀頭75a之檢測中心在俯視時為與位於對準位置正下方之、亦即對準檢測系ALG之檢測中心一致。
第2背側編碼器系統70B之編碼器75a,75b,75c之輸出供 應至主控制裝置20(參照圖6、圖7)。
當晶圓載台WST位於測量站300時,例如後述之晶圓對準時等,主控制裝置20,係根據第2背側編碼器系統70B之讀頭75a~75d之測量值,進行與前述同樣之晶圓台WTB2之六自由度方向之位置測量。此情形之位置測量,只要將前述曝光位置置換為對準位置,則前述之說明可直接套用。
此外,本實施形態中,三維讀頭75a之檢測點位於緊挨對準位置下方,在該檢測點測量微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置。
又,第2背側編碼器系統70B之X軸、Y軸、Z軸方向之實質之光柵RG上之檢測點由於分別一致於對準檢測系ALG之檢測中心(對準位置),因此能抑制所謂阿貝誤差之產生至實質上能忽視之程度。因此,主控制裝置20,能藉由使用第2背側編碼器系統70B,在無阿貝誤差之情形下高精度地測量微動載台WFS之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。
其次,說明構成第1微動載台位置測量系統110B一部分之第2頂側編碼器系統80B之構成等。第2頂側編碼器系統80B能與第2背側編碼器系統70B並行地測量晶圓台WTB2(微動載台WFS)之六自由度方向之位置資訊。
曝光裝置100中,例如如圖2所示,於讀頭部62C、62A各自之-Y側且與對準檢測系ALG大致相同之Y位置,分別配置有讀頭部62E、62F。讀頭部62E、62F如後述分別包含複數個讀頭,此等讀頭介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD。
讀頭部62F、62E如圖5所示,具備各五個之四軸讀頭681 ~685,671~675。於四軸讀頭681~685之殼體內部,與前述之四軸讀頭651~655等同樣地收容有XZ讀頭68X1~68X5與YZ讀頭68Y1~68Y5。同樣地,於四軸讀頭671~675之殼體內部,收容有XZ讀頭67X1~67X5與YZ讀頭67Y1~67Y5。XZ讀頭68X1~68X5及67X1~67X5、以及YZ讀頭68Y1~68Y5及67Y1~67Y5之各個,能使用例如與美國發明專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量感測器讀頭相同構成之編碼器讀頭。
XZ讀頭67X1~67X5,68X1~68X5(更正確而言,係XZ讀頭67X1~67X5,68X1~68X5所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點),係沿前述之基準軸LA配置於與XZ讀頭64X1~64X5,65X1~65X5之各個大致相同之X位置。
YZ讀頭67Y1~67Y5,68 Y1~68Y5(更正確而言,係YZ讀頭67Y1~67Y5,68 Y1~68Y5所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點),係於與基準軸LA平行且從基準軸LA往-Y側分離既定距離之直線LA1上配置於與對應之XZ讀頭67X1~67X5,68X1~68X5相同之X位置。以下,視必要情形將XZ讀頭68X1~68X5,67X1~67X5及YZ讀頭68Y1~68Y5,67Y1~67Y5亦分別標記為XZ讀頭68X,67X及YZ讀頭68Y,67Y。
讀頭部62F、62E構成分別使用標尺391,392測量晶圓台WTB2在X位置及Z位置之多眼(此處為五眼)之XZ線性編碼器、及測量Y位置及Z位置之多眼(此處為五眼)之YZ線性編碼器。以下為了說明方便,將此等編碼器使用與XZ讀頭68X,67X及YZ讀頭68Y,67Y分別相同之符號而亦標記為XZ線性編碼器68X,67X及YZ線性編碼器68Y,67Y(參照圖7)。
本實施形態中,藉由XZ線性編碼器68X與YZ線性編碼器68Y構成測量晶圓台WTB2在X軸、Y軸、Z軸及θx之各方向之位置資訊之多眼(此處為五眼)之四軸編碼器68(參照圖7)。同樣地,藉由XZ線性編碼器67X與YZ線性編碼器67Y構成測量晶圓台WTB2在X軸、Y軸、Z軸及θx之各方向之位置資訊之多眼(此處為五眼)之四軸編碼器67(參照圖7)。
此處,因與前述相同之理由,在對準測量時等,分別五個之XZ讀頭68X,67X,YZ讀頭68Y,67Y中至少各一個讀頭會隨時對向於對應之標尺391,392(對其照射測量光束)。是以,藉由四軸編碼器68與四軸編碼器67,構成在晶圓載台WST2位於測量站300時測量粗動載台WCS所支承之晶圓台WTB2(微動載台WFS)之六自由度方向之位置資訊之第2頂側編碼器系統80B。
構成第2頂側編碼器系統80B之各編碼器之測量值被供應至主控制裝置20(參照圖6、圖7等)。
由至此為止之說明可知,本實施形態中,在晶圓載台WST2位於測量站300時,粗動載台WCS所支承之晶圓台WTB2(微動載台WFS)之六自由度方向之位置資訊,能藉由第2背側編碼器系統70B與第2頂側編碼器系統80B並行地測量。
在晶圓載台WST1位於測量站300時,藉由分別對晶圓台WTB1背面之光柵RG照射測量光束之三維讀頭75a、XZ讀頭75b及YZ讀頭75c測量晶圓台WTB1之六自由度方向之位置資訊之第2背側編碼器系統70B係與前述相同地構成。又,此情形下,藉由分別對晶圓台WTB1 上面之一對標尺391,392照射測量光束之讀頭部62F,62E所具有之各五個四軸讀頭分別構成之五眼四軸編碼器68與四軸編碼器67來測量粗動載台WCS所支承之晶圓台WTB1(微動載台WFS)之六自由度方向之位置資訊之第2頂側編碼器系統80B係與前述相同地構成。
亦即,本實施形態中,不論晶圓載台WST1、WST2之任一者是否位於測量站300,均藉由對向於微動載台WFS(被位於測量站300之粗動載台WCS所支承)所具備之光柵RG之臂構件712所內藏之讀頭75a~75c構成測量微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊之第2背側編碼器系統70B,藉由分別對向於微動載台WFS(被位於測量站300之粗動載台WCS所支承)所具備之一對標尺391,392之讀頭部62A,62C構成測量微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊之第2頂側編碼器系統80B。
然而,第2頂側編碼器系統80B與第2背側編碼器系統70B各有與前述之第1頂側編碼器系統80A與第1背側編碼器系統70A相同之優點、缺點。
因此,本實施形態中,包含後述之對準時等在內,在晶圓載台WST1或WST2位於測量站300時,藉由第2背側編碼器系統70B與第2頂側編碼器系統80B並行地進行微動載台WFS(晶圓台WTB1或WTB2)之位置資訊之測量,而根據可靠性較高者之位置資訊進行晶圓台WTB1或WTB2之位置控制。以下,例如在X軸、Y軸及Z軸方向係根據以第2背側編碼器系統70B測量之位置資訊,在θx、θy、θz方向係根據以第2頂側編碼器系統80B測量之位置資訊來進行晶圓台WTB1或WTB2之位置控制。
此外,關於第2微動載台位置測量系統110B之第2背側編 碼器系統70B、第2頂側編碼器系統80B,除了至此為止所說明之內容以外,能直接適用先前之第1背側編碼器系統70A、第1頂側編碼器系統80A之說明。
本實施形態中,亦設有第3頂側編碼器系統80C(參照圖6),其測量測量台MTB(測量載台MST)從圖2所示之待機位置移動至後述之並列位置時、或與其相反地從並列位置返回至待機位置時之測量台MTB之六自由度方向之位置資訊。如圖2所示,第3頂側編碼器系統80C,包含在能對向於位於待機位置之測量載台MST之測量台MTB所設之二維光柵69(參照圖4(B))之位置於X軸方向相鄰配置之一對四軸讀頭661、662、於該一對四軸讀頭661、662之-Y方向相隔既定距離配置之一對四軸讀頭663、664、以及於該一對四軸讀頭663、664與前述之讀頭部62C之兩個四軸讀頭644、645之中間位置於X軸方向相鄰配置之一對四軸讀頭665、666。
一對四軸讀頭661、662、一對四軸讀頭663、664、一對四軸讀頭665、666,分別介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD。
四軸讀頭661、662、663、664、665、666之各個,與前述之四軸讀頭65、65、66、68同樣地,包含沿Y軸方向配置有各自之檢測點之各一個XZ讀頭與YZ讀頭。一對四軸讀頭661、662、一對四軸讀頭663、664、以及一對四軸讀頭665、666,分別構成使用設於測量台MTB之二維光柵69測量測量台MTB之六自由度方向之位置資訊之一對四軸編碼器。藉由此等三對之四軸編碼器構成第3頂側編碼器系統80C。構成第3頂側編碼器系統80C之各編碼器之測量值供應至主控制裝置20(參照圖6等)。
藉由第3頂側編碼器系統80C、以及前述之以對測量台MTB 背面之光柵Rga照射測量光束之測量臂71A所具有之前述讀頭73a~73c構成之複數個編碼器系統構成測量台位置測量系統16(參照圖6)。此外,測量台位置測量系統16亦可不一定要有前述之讀頭73a~73c,例如亦可僅有第3頂側編碼器系統80C。此情形下,亦可藉由變更圖2所示之讀頭之配置(位置)或追加至少一個讀頭,而在前述之並列動作中亦能藉由第3頂側編碼器系統80C測量測量載台MST之位置資訊。
本實施形態中,進一步設有用以在晶圓載台WST1或WST2在測量站300與曝光站200間移動時測量該移動中之晶圓載台WST1或WST2之XY平面內之位置之測量系統80D(參照圖6)。此測量系統80D,具有於底盤12內部之基準軸LH與基準軸LA間之區域內以既定間隔配置之複數個霍爾元件(Hall element)。測量系統80D係在晶圓載台WST1或WST2在XY平面內移動後,利用設於各粗動載台WCS底面之磁石產生之磁場變化來測量晶圓載台WST1或WST2之XY平面內之大致之位置者。此測量系統80D之測量資訊被供應至主控制裝置20(參照圖6)。此外,在第1、第2微動載台位置測量系統110A、110B無法測量晶圓載台WST1或WST2之位置資訊之範圍內、亦即前述測量範圍外,測量晶圓載台WST1或WST2之位置資訊之測量裝置不限於測量系統80D,例如亦可使用干涉儀系統、或檢測方式及/或構成與前述之第1、第2頂側編碼器系統相同或不同之編碼器系統等其他測量裝置。
曝光裝置100中,除此之外還設有曝光座標組用測量系統34,其配置於曝光站200近旁之位置,係用以在晶圓載台WST1或WST2從測量站300往曝光站200側移動,如後述般晶圓台WTB1或WTB2接近 或接觸於測量台MTB之時點,為了第3微動載台位置測量系統110C之原點回歸而測量晶圓台WTB1或WTB2之絕對座標。如後述,使用已進行原點回歸(重設)之第3微動載台位置測量系統110C之測量值,進行第1微動載台位置測量系統110A之第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A之原點回歸。
如圖2所示,曝光座標組用測量系統34包含:一對影像感測器36a、36b,係往讀頭部62A、62C之-Y側分離既定距離(例如晶圓台WTB1之Y軸方向長度之1/3程度之距離)之位置而在基準軸LV之+X側及-X側,從基準軸LV起分離較晶圓台WTB1之X軸方向長度之1/2短些許之相同距離而配置;與該一對影像感測器36a、36b各自之+Y側相鄰配置之一對Z感測器38a、38b、以及往Z感測器38a之-Y側分離例如晶圓台WTB1之Y軸方向長度之1/2程度之距離而配置之Z感測器38c。此等影像感測器36a、36b及Z感測器38a~38c分別介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD。
一對影像感測器36a、36b當晶圓台WTB1(或WTB2)位於既定位置、此處係指位於後述之開始對測量台MTB接近或接觸之狀態(並列)之位置(並列開始位置)時,拍攝分別設於晶圓台WTB1(或WTB2)之X軸方向兩側之邊緣部之前述之標記,並以其檢測中心為基準測量該拍攝對象之標記之X,Y位置。Z感測器38a~38c,例如由與在CD驅動裝置等所使用之光學讀取相同之光學式位移感測器之讀頭構成,分別測量晶圓台WTB1(或WTB2)上面之Z位置。此等影像感測器36a、36b及Z感測器38a~38c之測量值被供應至主控制裝置20。
是以,在主控制裝置20,係以曝光座標組用測量系統34與第3微動載台位置測量系統110C同時測量晶圓台WTB1或WTB2之六自由度方向之位置,使用影像感測器36a、36b及Z感測器38a~38c之測量值(絕對位置),將構成第3微動載台位置測量系統110C之一對四軸讀頭656、646所構成之一對編碼器之測量值重設,藉此進行第3微動載台位置測量系統110C之原點回歸。接著,在其後以原點回歸後之第3微動載台位置測量系統110C之測量值為基準,使測量位於曝光站200之晶圓台WTB1(或WTB2)之六自由度方向之位置之第1微動載台位置測量系統110A之第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A之原點回歸,藉此能進行在曝光時管理晶圓台WTB1(或WTB2)之位置之座標系(曝光時座標系)之回歸。
曝光裝置100,進一步設有測量座標組用測量系統35(參照圖6),其配置於測量站300近旁之位置,係為了進行第2微動載台位置測量系統110B之第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B之原點回歸,而在晶圓載台WST2或WST1移動至後述之卸載位置時測量晶圓台WTB2或WTB1之絕對座標。
如圖2所示,測量座標組用測量系統35包含:一對影像感測器36c、36d,係往讀頭部62F、62E之-Y側分隔既定距離且從基準軸LV起分離較晶圓台WTB2之X軸方向長度之1/2短些許之相同距離而配置;與該一對影像感測器36c、36d各自之+Y側相鄰且接近讀頭部62F、62E之-Y側而配置之一對Z感測器38d、38e、以及往Z感測器38d之-Y側分離例如晶圓台WTB2之Y軸方向長度之1/2程度之距離而配置之Z 感測器38f。此等影像感測器36c、36d及Z感測器38f~38f分別介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD。
一對影像感測器36c、36d係拍攝分別設於晶圓台WTB2(或WTB1)之X軸方向兩側之邊緣部之前述標記,並以其檢測中心為基準測量該拍攝對象之標記之X,Y位置。Z感測器38d~38f,例如由與前述之Z感測器38a~38c相同之光學式位移感測器之讀頭構成,分別測量晶圓台WTB2(或WTB1)上面之Z位置。此等影像感測器36c、36d及Z感測器38d~38f之測量值被供應至主控制裝置20。
是以,在主控制裝置20,在晶圓載台WST2或WST1移動至後述之卸載位置時,使用測量座標組用測量系統35與第2微動載台位置測量系統110B同時測量晶圓台WTB2或WTB1之位置,使用影像感測器36c、36d及Z感測器38d~38f之測量值(絕對位置),使第2微動載台位置測量系統110B之第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B之原點回歸,藉此能進行在包含對準測量等之後述一連串測量時管理位於測量站300之晶圓台WTB2(或WTB1)之位置之座標系(測量時座標系)之回歸。
本實施形態之曝光裝置100,如圖5所示,於基準軸LV上曝光位置與對準位置間之既定位置、例如基準軸LV上從對準檢測系ALG起既定距離、例如往+Y方向分離晶圓台WTB2之Y軸方向長度2/3左右之距離之位置設定有卸載位置UP1,在從卸載位置UP1往+X側、-X側分別相隔既定距離之位置設定有待機位置UP2、UP3。
於卸載位置UP1設有第1卸載滑件(未圖示),其由從上方接近藉由前述之上下動銷而在晶圓保持具上方支承之曝光完畢之晶圓W並在 複數處挾持其側面而往上方持起之臂構件構成。第1卸載滑件能以對晶圓表面為非接觸之狀態保持晶圓。第1卸載滑件介由未圖示之防振構件安裝於主支架BD。
於晶圓待機位置UP2設有第2卸載滑件(未圖示),其從下方接取保持於第1卸載滑件之晶圓W並加以保持,能上下動而通過底盤12上方之+X側端部之路徑將該晶圓搬送至與外部裝置之晶圓移交位置。同樣地,於晶圓待機位置UP3設有第3卸載滑件(未圖示),其從下方接取保持於第1卸載滑件之晶圓W並加以保持,能上下動而通過底盤12上方之-X側端部之路徑將該晶圓搬送至與外部裝置之晶圓移交位置。第2、第3卸載滑件支承於與主支架BD在振動上分離之其他支架。此外,用以卸載晶圓之裝置不限於上述構成,只要能保持晶圓W並移動即可。又,晶圓W之卸載位置亦不限於投影光學系統PL與對準檢測系ALG之間,例如亦可如後述之變形例般,相對對準檢測系ALG在與投影光學系統PL相反側進行卸載。
又,本實施形態中,如圖2所示,裝載位置LP設定於測量板30上之基準標記FM定位於對準檢測系ALG之視野(檢測區域)內之位置(亦即,進行對準檢測系ALG之基線測量(Pri-BCHK)之前半處理之位置)。
圖6,係顯示以曝光裝置100之控制系為中心構成,統籌控制構成各部之主控制裝置20之輸出入關係之方塊圖。主控制裝置20包含工作站(或微電腦)等,係統籌控制曝光裝置100之構成各部。圖7係顯示圖6之第1、第2微動載台位置測量系統110A、110B之具體構成一例。
其次,根據圖9~圖20說明本實施形態之曝光裝置100中 使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST的並行處理動作。此外,以下動作中,係藉由主控制裝置20,以前述方式進行局部液浸裝置8之液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制,藉以隨時將水充滿於緊挨投影光學系統統PL之前端透鏡191下方。不過,以下為了使說明易於理解,省略與液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制相關的說明。又,以下為了使說明易於理解,省略與液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制相關的說明。又,圖9~圖20中,底盤12、管載體TC1、TC2等之圖示省略。又,之後之動作說明雖會利用到多數圖式,但於各圖式中有時會對同一構件賦予符號,有時則不會賦予。亦即各圖式所記載之符號雖相異,但不論該等圖式中有無符號,均為同一構成。此點與截至目前為止之說明中所使用之各圖式亦相同。又,圖9以後係簡化顯示測量載台MST。
又,第1至第2背側編碼器系統70A、70B及第1至第3頂側編碼器系統80A~80C之各讀頭、AF系、對準檢測系等,雖係在使用該等時或在其使用的前一刻從OFF狀態設定成ON狀態,但在以後之動作說明中,此點相關之說明係省略。
圖9係顯示保持結束後述之晶圓對準測量及聚焦映射之曝光前之晶圓(設為W2)之晶圓載台WST2在既定之待機位置待機,且藉由主控制裝置20沿著該圖中黑箭頭所示之路徑一邊移動晶圓載台WST1、一邊曝光保持於晶圓台WTB1上之晶圓(設為W1)之+X側半部之區域之樣子。此晶圓W1之+X側半部之區域之曝光,係依從-Y側之照射區域往+Y側之照射區域之順序進行。在此之前,晶圓W1,係沿著圖16中針對晶圓載台WST2顯示之黑箭頭所示之路徑一邊移動、一邊使其-X側半部之區域 依從+Y側之照射區域往-Y側之照射區域之順序結束曝光。藉此,在晶圓W1之所有照射區域之曝光結束之時點,晶圓載台WST1返回至與曝光開始前之位置大致相同之位置。此外,此時之晶圓載台WST2之位置係根據前述之測量系統80D之測量值被主控制裝置20管理。
本實施形態中,雖採用上述之照射區域之曝光順序,但在為了進行曝光之晶圓載台WST1移動之路徑整體長度設為依照相同之照射圖將相同大小之晶圓曝光之情形,與例如美國發明專利申請公開第2008/0088843號說明書等所揭示之習知液浸掃描器等並無大差別。
上述曝光中,將第1微動載台位置測量系統110A之測量值、亦即分別對向於標尺391,392之四軸讀頭65、64之測量值、亦即前述之以第1頂側編碼器系統80A測量之晶圓台WTB1之六自由度方向之位置資訊(位置之測量值)及以第1背側編碼器系統70A測量之晶圓台WTB1之六自由度方向之位置資訊(位置之測量值)供應至主控制裝置20,根據其中可靠性較高者之測量值,藉由主控制裝置20進行晶圓台WTB1之位置之伺服控制。又,在此曝光中之晶圓台WTB之Z軸方向之位置、θy旋轉及θx旋轉之控制(晶圓W之聚焦調平控制)係根據事前進行之前述之聚焦映射(此點留待後述)之結果進行。
在上述之步進掃描方式之曝光動作中,在晶圓載台WST1往X軸方向移動後,伴隨該移動進行第1頂側編碼器系統80A之讀頭之切換(複數個讀頭間之測量值之接續)。如此,主控制裝置20依照晶圓載台WST1之位置座標,適當切換所使用之第1頂側編碼器系統80A之編碼器,來執行進行晶圓載台WST1之驅動。
與上述之晶圓之+X側半部之照射區域之曝光並行地,在其曝光前被從待機位置UP3搬送至移交位置之曝光完畢之晶圓(設為W0)藉由未圖示之搬送機械臂移交至晶圓搬送系(未圖示)以往裝置外搬出。
主控制裝置20,與上述之晶圓W1之+X側半部之照射區域之曝光並行地,根據第3頂側編碼器系統80C之測量值,將測量載台MST在XY平面內從圖9中以假想線所示之待機位置往以實線所示之並列位置驅動。藉此,主控制裝置20,切換第3頂側編碼器系統80C之四軸讀頭來進行測量載台MST之驅動。藉此,使曝光中彼此分離之晶圓載台WST1與測量載台MST移行至晶圓台WTB1與測量台MTB接觸或接近之狀態(亦稱為並列狀態)。在此往接觸或接近之狀態之移行時,測量載台MST從橫側(側方)卡合於測量臂71A。為了能從此測量載台MST橫側對測量臂71A卡合,測量載台MST之測量台MTB在滑件部60上介由支承部62被懸臂支承。
接著,主控制裝置20,保持上述之晶圓台WTB1與測量台MTB之接觸或接近之狀態,如圖10中以兩個白箭頭所示使測量載台MST往-Y方向移動,並使晶圓載台WST1除了-Y方向以外亦往-X方向移動。藉此,形成於投影單元PU下之液浸區域14(液體Lq)從晶圓台WTB1上移動(被移交)至測量台MTB,藉由投影光學系統PL與測量台MTB保持液浸區域14(液體Lq)。又,此時之所以亦使晶圓載台WST1往-X方向亦移動,係為了能在曝光結束後在更短時間開始次一動作、亦即晶圓載台WST1與晶圓載台WST2之交換動作。
在上述之液浸區域14(液體Lq)從晶圓台WTB1上往測量台MTB之移交結束之階段,主控制裝置20能根據使用設於測量台MTB背面 之光柵RGa之第1背側編碼器系統70A之測量值介由測量台驅動系統52B(參照圖6)控制測量台MTB之位置。因此,主控制裝置20能一邊控制測量台MTB之六自由度方向之位置、一邊進行所需之曝光相關聯之測量動作。
在移行至上述之接觸或接近之狀態後,液浸區域14(液體Lq)從晶圓台WTB1上往測量台MTB上移動結束前一刻,晶圓載台WST1從第1微動載台位置測量系統110A之測量範圍脫離,而無法藉由第1頂側編碼器系統80A及第1背側編碼器系統70A測量晶圓台WTB1位置。在其前一刻,主控制裝置20將用於晶圓載台WST1(晶圓台WTB1)之位置控制之位置測量系統從第1微動載台位置測量系統110A切換為前述之測量系統80D。
其後,主控制裝置20如圖11中白箭頭所示,在此時點亦將晶圓載台WST1往-X方向驅動至與待機於前述之待機位置之晶圓載台WST2不對向之位置(參照圖12)。
其次,主控制裝置20如圖12中分別以白箭頭所示,與將晶圓載台WST1往-Y方向驅動並行地將晶圓載台WST2往+Y方向驅動。藉此,解除前述之接觸或接近之狀態後,晶圓載台WST1移動至前述之待機位置UP3下方。與此並行地,晶圓載台WST2係移動至晶圓台WTB2之+Y側之面之-X側端部在Y軸方向對與投影光學系統PL一起保持液浸區域14(液體Lq)保持之測量台MTB之-Y側之面之+X側端部接觸或接近之位置(參照圖13)。
其次,主控制裝置20如圖13中分別以白箭頭所示,與將晶 圓載台WST1往+X方向驅動並行地將晶圓載台WST2往-X方向驅動。藉此,晶圓載台WST2移動至曝光座標組用測量系統34之影像感測器36a、36b及Z感測器38a~38c同時對向於晶圓台WTB2之位置,且晶圓載台WST1從待機位置UP3下方移動至卸載位置UP1(參照圖14)。
在晶圓載台WST2移動至圖14所示之位置後,主控制裝置20將用於晶圓台WTB2(晶圓載台WST2)之位置控制之位置測量系統從前述之測量系統80D暫時切換至第3微動載台位置測量系統110C。亦即,主控制裝置20係以曝光座標組用測量系統34與第3微動載台位置測量系統110C同時測量晶圓台WTB2之六自由度方向之位置,並使用曝光座標組用測量系統34(影像感測器36a、36b及Z感測器38a~38c)之測量值(絕對位置),將構成第3微動載台位置測量系統110C之一對四軸讀頭656、646所構成之一對編碼器之測量值重設,藉此進行第3微動載台位置測量系統110C之原點回歸。其後,晶圓台WTB2之位置控制,係根據第3微動載台位置測量系統110C之測量值進行。又,在晶圓載台WST2移動至圖14所示之位置之狀態下,晶圓台WTB2為了進行液浸區域之移交而成為在Y軸方向對測量台MTB接觸或接近之狀態(並列狀態)。亦即,本實施形態中,係被設定為在晶圓台WTB2對測量台MTB之並列開始位置,進行第3微動載台位置測量系統110C之原點回歸(測量值之重設),以能在此並列開始位置進行第3微動載台位置測量系統110C之原點回歸之方式於晶圓台WTB2上之既定位置設有前述之標記。
本實施形態中,主控制裝置20在開始前述之投影光學系統PL與測量台MTB對液浸區域14(液體Lq)之保持後,在至晶圓台WTB2對 測量台MTB之並列開始為止之期間之一部分期間,亦可視必要情形,使用測量台MTB所具有之測量用構件、亦即前述之照度不均感測器95、空間像測量器96、波面像差測量器97及照度監測器98之至少一個,進行介由投影光學系統PL及液體Lq並介由各測量器之受光面接收照明光IL之與曝光相關聯之測量、亦即照度不均測量、空間像測量、波面像差測量及劑量測量之至少一個。
另一方面,在晶圓載台WST1到達卸載位置UP1後,主控制裝置20解除晶圓保持具對曝光完畢之晶圓W之吸付,將未圖示之上下動銷上升驅動既定量而持起晶圓W1。此時之上下動銷之位置維持至晶圓載台WST1到達裝載位置LP、開始次一晶圓之裝載為止。
接著,主控制裝置20藉由第1卸載滑件將該晶圓W1如前述般從上方保持並往上持起,從晶圓載台WST1上卸載。晶圓W1,在其後於卸載位置UP1上方之位置被維持至晶圓載台WST1接近裝載位置LP為止。
其次,主控制裝置20在維持晶圓台WTB2與測量台MTB之接觸或接近之狀態下,如圖14中分別以兩個向上白箭頭所示,將晶圓載台WST2與測量載台MST往+Y方向驅動。藉此,形成於投影單元PU下之液浸區域14(液體Lq)從測量台MTB上移動(被移交)至晶圓台WTB2上,藉由投影光學系統PL與晶圓台WTB2保持液浸區域14(液體Lq)(參照圖15)。
在上述之液浸區域14之移交結束之時點,係成為測量臂71A插入晶圓載台WST2之空間部內,晶圓台WTB2之背面(光柵RG)對向 於測量臂71A之讀頭73a~73d,且讀頭部62A、62C對向於標尺391,392之狀態(參照圖15)。亦即,晶圓台WTB2之位置亦能藉由第3微動載台位置測量系統110C與第1微動載台位置測量系統110A來測量。因此,主控制裝置20係根據以第3微動載台位置測量系統110C測量之晶圓台WTB2之六自由度方向之位置座標再度設定第1微動載台位置測量系統110A之第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A之測量值,來將第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A之原點回歸。以此方式,進行管理在曝光站200內移動之晶圓台WTB2之位置之曝光時座標系之回歸。此外,只要能進行第1微動載台位置測量系統110A與曝光座標組用測量系統34對晶圓台WTB2之六自由度方向之位置之同時測量,即亦可藉由與前述之第3微動載台位置測量系統110C之原點回歸相同之方法將第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A之原點回歸。
主控制裝置20,在上述之曝光時座標系之回歸後,根據第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A中可靠性較高者之位置資訊管理晶圓台WTB2之位置。
與上述之為了移交液浸區域14之晶圓載台WST2與測量載台MST之+Y方向之驅動並行地,主控制裝置20將晶圓載台WST1往裝載位置LP驅動。在此驅動之途中,變得無法以測量系統80D測量晶圓載台WST1(晶圓台WTB1)之位置。因此,在晶圓載台WST1從測量系統80D之測量範圍脫離前、例如在晶圓載台WST1到達圖15中假想線(兩點鏈線)所示之位置之時點,主控制裝置20將用於晶圓台WTB1(晶圓載台WST1)位置控制之位置測量系統從前述之測量系統80D切換為第2微動載台位置測 量系統110B。亦即,在晶圓載台WST1到達圖15中假想線(兩點鏈線)所示之位置之時點,測量臂71B插入晶圓載台WST1之空間部內,晶圓台WTB1之背面(光柵RG)對向於測量臂71B之讀頭75a~75c,且讀頭部62F、62E對向於標尺391,392。又,此時,能進行測量座標組用測量系統35對晶圓台WTB1之六自由度方向之絕對位置之測量。因此,主控制裝置20使用測量座標組用測量系統35與第2微動載台位置測量系統110B進行晶圓台WTB1之六自由度方向之位置之同時測量。接著,與前述同樣地,主控制裝置20根據以測量座標組用測量系統35測量之晶圓台WTB1之絕對位置再度設定第2微動載台位置測量系統110B之第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B之測量值,來將第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B之原點回歸。以此方式,進行管理在測量站300內移動之晶圓台WTB1之位置之測量時座標系之回歸。
測量座標組用測量系統35,由於能進行晶圓台WTB1之六自由度方向之絕對位置之測量,因此從上述之測量系統80D對第2微動載台位置測量系統110B之切換、亦即測量時座標系之回歸能在短時間進行。
主控制裝置20,在上述之測量時座標系之回歸後,一邊根據第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B中可靠性較高者之位置資訊管理晶圓台WTB1之位置,一邊將晶圓載台WST1定位於裝載位置LP(參照圖15)。
晶圓載台WST1被往裝載位置LP驅動而從卸載位置UP1離開後,如圖15中以塗黑箭頭示意所示,位於卸載位置UP1上方之晶圓W1往待機位置UP2移動。此移動,藉由主控制裝置20以下述順序進行。
亦即,將第2卸載滑件往位於卸載位置UP1上方之晶圓W1之下方移動,在將該晶圓W1從第1卸載滑件往第2卸載滑件移交後,使保持有晶圓W1之第2卸載滑件移動至待機位置UP2。此晶圓W1,係維持被第2卸載滑件保持於待機位置UP2之既定高度位置之狀態直到對次一晶圓之一連串測量動作、亦即對準測量及聚焦映射等結束,晶圓載台WST2移動至既定之待機位置為止。
在裝載位置LP,新的曝光前之晶圓W3(此處係例舉某批量(一批量為25片或50片)中間的晶圓)以下述之順序被裝載於晶圓台WTB1上。亦即,被未圖示之裝載臂保持之晶圓W被移交至維持從裝載臂上升既定量之狀態之上下動銷,在裝載臂退避後,藉由上下動銷下降,而晶圓W之載置於晶圓保持具上,藉由未圖示之真空夾具加以吸附。此情形下,由於維持上下動銷已上升既定量之狀態,因此能較上下動銷收納於晶圓保持具內部之情形更短時間進行晶圓裝載。圖15係顯示新的曝光前之晶圓W3被裝載於晶圓台WTB1上之狀態。
另一方面,與晶圓載台WST1往裝載位置LP之移動及晶圓W3之裝載並行地,晶圓載台WST2係在維持測量台MTB與晶圓台WTB2之接近或接觸狀態下,如圖15中以兩個白箭頭分別顯示,往晶圓W2之曝光開始位置、亦即為了第1照射區域之曝光之加速開始位置移動。在此移動開始前,如圖15所示,在晶圓載台WST2之測量板30位於配置於緊挨投影光學系統PL下方之位置之狀態下,主控制裝置20係視必要停止兩載台WST2,MST,進行BCHK後半之處理及聚焦校準後半之處理。
此處,所謂BCHK後半之處理,意指使用包含測量板30之 前述之空間像測量裝置451、452測量被投影光學系統PL投影之標線片R(或標線片載台RST上之未圖示標記板)上之一對測量標記之投影像(空間像)之處理。此情形,例如可與美國發明專利申請公開第2002/0041377號說明書等揭示之方法同樣的,介由使用一對空間像測量狹縫圖案SL之狹縫掃描方式的空間像測量動作,分別測量一對測量標記之空間像,並將該測量結果(與晶圓台WTB2之XY位置對應的空間像強度)儲存於記憶體。
又,所謂聚焦校準後半之處理,意指以藉由測量晶圓台WTB2在X軸方向一側與另一側之端部之面位置資訊之一對XZ讀頭65X3,64X3測量之面位置資訊作為基準,一邊控制測量板30(晶圓台WTB2)在投影光學系統PL之光軸方向之位置(Z位置),一邊使用空間像測量裝置451、452以狹縫掃描方式測量標線片R上之測量標記之空間像,並根據其測量結果測定投影光學系統PL之最佳聚焦位置之處理。
此時,由於液浸區域14形成於投影光學系統PL與測量板30(晶圓台WTB)之間,因此上述空間像之測量係介由投影光學系統PL及液體Lq進行。又,空間像測量裝置45之測量板30等搭載於晶圓載台WST2(晶圓台WTB2),受光元件等搭載於測量載台MST,因此上述空間像之測量係在保持晶圓載台WST與測量載台MST接觸或接近之狀態下進行。
藉由上述測定,求出在晶圓台WTB2之中心線與基準軸LV一致的狀態下之一對XZ讀頭65X3,64X3之測量值(亦即,晶圓台WTB2在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)。此測量值,係與投影光學系統統PL之最佳聚焦位置對應。
在進行上述之BCHK後半之處理及聚焦校準後半之處理 後,主控制裝置20根據BCHK前半之處理(關於此留待後述)之結果與BCHK後半之處理之結果,算出對準檢測系ALG之基線。又,與此同時,主控制裝置20根據在聚焦校準前半之處理(關於此留待後述)所得之晶圓台WTB2之中心線與基準軸LV一致的狀態下之一對XZ讀頭68X3,67X3之測量值(晶圓台WTB2在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)與AF系(90a,90b)在測量板30表面之檢測點之檢測結果(面位置資訊)之關係、以及與在上述之聚焦校準後半之處理所得之投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應之晶圓台WTB2之中心線與基準軸LV一致的狀態下之一對XZ讀頭65X3,64X3之測量值(亦即,晶圓台WTB2在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊),求出AF系(90a,90b)之檢測點中之偏置,並藉由例如光學手法將AF系之檢測原點調整成該偏置成為零。
此情形下,就產能提昇之觀點來看,亦可僅進行上述之BCHK後半之處理及聚焦校準後半之處理之一方,亦可不進行兩方之處理而移行至次一處理。當然,在不進行BCHK後半之處理之情形,亦無需進行前述之BCHK前半之處理。
在以上作業結束後,如圖16所示,主控制裝置20使測量載台MST往-X方向且+Y方向驅動,解除兩載台WST,MST接觸或接近之狀態。
接著,主控制裝置20進行步進掃描方式之曝光,將標線片圖案轉印至新的晶圓W2上。此曝光動作,係藉由主控制裝置20,根據事前進行之晶圓對準(EGA)之結果(晶圓上所有照射區域之排列座標)、及對準檢測系ALG之最新基線等,反覆將晶圓載台WST往為了晶圓W上之各照 射區域曝光之掃描開始位置(加速開始位置)移動之照射間移動動作、以及以掃描曝光方式將形成於標線片R之圖案轉印於各照射區域之掃描曝光動作,藉此來進行。此外,上述曝光動作係在於前端透鏡191與晶圓W之間保持有液體(水)Lq之狀態下進行。
又,本實施形態中,例如由於最初曝光之第1照射區域被設定於位於晶圓W2之-X側半部之+Y端部之照射區域,因此首先為了往該加速開始位置移動,晶圓載台WST係往+X方向且+Y方向移動。
接著,沿著如圖16中黑箭頭所示之路徑,一邊使晶圓載台WST2移動一邊將晶圓W2之-X側半部之區域依從+Y側之照射區域往-Y側之照射區域之順序曝光。
與上述晶圓W2之-X側半部區域之曝光並行地,在晶圓載台WST1側接續前述之晶圓W3之裝載動作進行以下之一連串測量動作。
首先,當晶圓載台WST1位於裝載位置LP時,進行對準檢測系ALG之基線測量(BCHK)前半之處理。此處,所謂BCHK之前半處理係意指如以下之處理。亦即,主控制裝置20以對準檢測系ALG檢測(觀察)位於前述之測量板30中央之基準標記FM,並將該對準檢測系ALG之檢測結果與該檢測時之微動載台位置測量系統110B之測量值賦予對應關係後儲存於記憶體。本實施形態中,亦可與前述之晶圓W之裝載動作至少一部分並行地進行BCHK前半之處理。
接續於BCHK前半之處理,當晶圓載台WST1位於裝載位置LP時,進行聚焦校準前半之處理。
亦即,主控制裝置20一邊檢測出以第2頂側編碼器系統80B 之一對XZ讀頭68X3,67X3檢測之晶圓台WTB1在X軸方向一側與另一側端部之面位置資訊(標尺391,392之Z位置資訊),一邊以從該等資訊取得之基準平面為基準,使用AF系(90a,90b)檢測出前述之測量板30表面之面位置資訊。藉此,求出在晶圓台WTB1之中心線一致於基準軸LV之狀態下之一對XZ讀頭68X3,67X3之測量值(晶圓台WTB1在X軸方向一側與另一側端部之面位置資訊)與AF系(90a,90b)在測量板30表面之檢測點之檢測結果(面位置資訊)之關係。
接著,主控制裝置20開始使用第2頂側編碼器系統80B之四軸讀頭67、68、以及AF系(90a,90b)之聚焦映射。
此處,說明以本實施形態之曝光裝置100進行之聚焦映射。在此聚焦映射時,主控制裝置20根據分別對向於標尺391,392之第2頂側編碼器系統80B之兩個四軸讀頭67、68之測量值管理晶圓台WTB1之XY平面內之位置。
接著,在此狀態下,主控制裝置20將晶圓載台WST1如圖16中白箭頭所示,隔著X軸方向之步進移動交互反覆-Y方向及+Y方向之高速掃描,並在該高速掃描中,以既定取樣間隔擷取以兩個四軸編碼器67、68之各個測量之晶圓台WTB1表面(板件28表面)之X軸方向兩端部(一對第2撥水板28b)在X軸、Y軸及Z軸方向之位置資訊與以AF系(90a,90b)檢測之各檢測點中晶圓W表面在Z軸方向之位置資訊(面位置資訊),並使該擷取之各資訊相互賦予對應關係依序存放於未圖示之記憶體。
接著,主控制裝置20結束上述之取樣,將AF系(90a,90b)各檢測點之面位置資訊,換算為以同時擷取之以兩個四軸編碼器67、68各 個測量之在Z軸方向之位置資訊作為基準之資料。
進一步詳述此點,根據一方之四軸讀頭67之Z位置之測量值,取得板件28之-X側端部近旁之區域(形成有標尺392之第2撥水板28b)上之既定點(相當於與AF系(90a,90b)之檢測點大致相同之X軸上之點:以下將此點稱為左測量點)之面位置資訊。又,根據另一方之四軸讀頭68之Z位置之測量值,取得板件28之+X側端部近旁之區域(形成有標尺391之第2撥水板28b)上之既定點(相當於與AF系(90a,90b)之個檢測點大致相同之X軸上之點:以下將此點稱為右測量點)之面位置資訊。因此,主控制裝置20係將AF系(90a,90b)之各檢測點之面位置資訊,換算為以連結左測量點之面位置與右測量點之面位置之直線(以下為說明方便稱為台面基準線)作為基準之面位置資料。此種換算,主控制裝置20係針對所有取樣時擷取之資訊進行。
此處,本實施形態之曝光裝置100,能與上述之第2頂側編碼器系統80B之測量並行地,藉由第2背側編碼器系統70B測量在X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及θy方向(以及θz方向)之晶圓台WTB1(微動載台WFS)之位置資訊。因此,主控制裝置20,以與上述之以兩個四軸編碼器68、67之各個測量之晶圓台WTB1表面(板件28表面)之X軸方向兩端部在X軸、Y軸及Z軸方向之位置資訊與以AF系(90a,90b)檢測之各檢測點中晶圓W表面在Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)之擷取相同之時點,亦擷取藉由第2背側編碼器系統70B之在上述各方向(X、Y、Z、θy(及θz))之位置之測量值。接著,主控制裝置20,求出從同時擷取之第2頂側編碼器系統80B之測量資訊得到之台面基準線之資料(Z、θy)與第2背側編碼器系統70B 之測量資訊(Z、θy)之關係。藉此,能將以上述台面基準線作為基準之面位置資料,換算為以藉由背面測量而得之晶圓台WTB1之Z位置及θy旋轉所決定之、對應上述台面基準線之基準線(以下為說明方便稱為背面測量基準線)作為基準之面位置資料。
藉由以此方式預先取得上述之換算資料,例如在曝光時等以前述之XZ讀頭64X及65X測量晶圓台WTB1(或WTB2)表面(形成有標尺392之第2撥水板28b上之點、以及形成有標尺391之第2撥水板28b上之點),算出晶圓台WTB1(或WTB2)之Z位置與相對XY平面之傾斜(主要為θy旋轉)。藉由使用此算出之晶圓台WTB1(或WTB2)之Z位置與相對XY平面之傾斜與前述之面位置資料(以台面基準線作為基準之面位置資料),而不需實際取得晶圓W表面之面位置資訊即能進行晶圓W之面位置控制。因此,由於即使將AF系配置於離開投影光學系統PL之位置亦不會有任何問題,因此即使係作業距離(曝光時之投影光學系統PL與晶圓W之間隔)較窄之曝光裝置等,亦能非常合適地適用本實施形態之聚焦映射。
在上述之聚焦映射結束後,進行例如EGA方式之晶圓對準。具體而言,主控制裝置20根據第2微動載台位置測量系統110B之測量值,一邊伺服控制晶圓台WTB1之位置,一邊如圖17中白箭頭所示將晶圓載台WST1往XY二維方向步進驅動,同時在各步進位置使用對準檢測系ALG檢測出附設於晶圓上各照射區域之對準標記,將對準檢測系ALG之檢測結果與該檢測時之第2微動載台位置測量系統110B之測量值賦予關聯後存放於未圖示之記憶體。
接著,主控制裝置20使用以上述方式獲得之複數個對準標 記之檢測結果與所對應之第2微動載台位置測量系統110B的測量值,透過例如美國發明專利第4,780,617號說明書所揭示之EGA方式進行統計運算,算出EGA參數(X偏置、Y偏置、正交度、晶圓旋轉、晶圓X定標、晶圓Y定標等),並根據其算出結果,求出晶圓W2之所有照射區域之排列座標。接著,主控制裝置20將該排列座標換算為以基準標記FM位置作為基準之座標。在此時點亦繼續進行晶圓W2之-X側半部區域之曝光。
此外,上述說明中,雖係在聚焦映射結束後進行晶圓對準,但並不限於此,亦可在晶圓對準結束後進行聚焦映射,或者聚焦映射與晶圓對準至少一部分並行地進行。
接著,在一連串測量動作結束後,主控制裝置20將保持有晶圓W3之晶圓載台WST1如圖18中白箭頭所示往與圖9所示之晶圓載台WST2之待機位置相對基準軸LV成對稱之待機位置於-X方向且+Y方向驅動。圖19顯示晶圓載台WST1往待機位置移動並在該位置待機之狀態。此待機位置在大致緊挨前述之晶圓之待機位置UP3下方,在往此待機位置移動之途中,測量晶圓載台WST1位置之測量系統從第2微動載台位置測量系統110B切換成測量系統80D。
與上述之晶圓載台WST1往待機位置之移動及其後之在待機位置之待機並行地,藉由主控制裝置20,沿著分別於圖18及圖19中以黑箭頭所示之路徑一邊移動晶圓載台WST2、一邊進行保持於晶圓台WTB2上之晶圓W2之+X側半部區域之曝光。
晶圓載台WST1移動至待機位置後,主控制裝置20在使在待機位置UP2上方保持有曝光完畢之晶圓W1之第2卸載滑件下降驅動既 定量後,如圖20中塗黑箭頭所示,往-Y方向驅動,將晶圓W1搬送至與晶圓搬送系之移交位置。
比較圖20與圖9後可清楚得知,圖20之狀態,雖係晶圓載台WST1與晶圓載台WST2替換且晶圓載台WST1之待機位置設定於與晶圓載台WST2之待機位置相對基準軸LV成左右對稱之位置,但保持於兩個晶圓載台WST1、WST2上之兩片晶圓W之處理進展狀況係相同。
其後,一邊交互使用晶圓載台WST1、WST2、一邊藉由主控制裝置20反覆與上述相同之動作。
不過在此反覆時,晶圓載台WST2在所保持之晶圓W之曝光結束時,被往+X方向驅動後,由於係與晶圓載台WST1替換,因此係被往-Y方向驅動。此情形下,晶圓載台WST1為了與晶圓載台WST2替換,而被往+Y方向驅動。
接著,晶圓載台WST2在替換後,移動至卸載位置UP1後,從該晶圓載台WST2被卸載之曝光完畢之晶圓,在卸載位置UP1之-X側之待機位置UP3待機。接著,在新的晶圓對晶圓載台WST2上之裝載、前述之一連串測量動作結束,晶圓載台WST2移動至緊挨待機位置UP2下方之待機位置之時點,在待機位置UP3待機之曝光完畢之晶圓沿-Y方向之路徑搬送至與晶圓搬送系之移交位置。
如以上所詳細說明,根據本實施形態之曝光裝置100,例如在於曝光站200有一方之晶圓載台WST1(或WST2)、於測量站300有另一方之晶圓載台WST2(或WST1)之情形,能與在曝光站200中保持於晶圓台WTB1(或WTB2)之晶圓W被照明光IL介由投影光學系統PL及液體Lq被 曝光之動作並行地,在測量站300對保持於晶圓台WTB2(或WTB1)之晶圓W進行前述之一連串測量。又,在對保持於晶圓台WTB1(或WTB2)之晶圓W之曝光結束後,在晶圓台WTB1(或WTB2)與測量台MTB之間進行緊挨投影光學系統PL下方之液體Lq(液浸區域14)之移交,藉由投影光學系統PL與測量台MTB保持該液體。此液體Lq之移交,能在對保持於晶圓台WTB1(或WTB2)之晶圓W之曝光結束後一刻進行。藉此,無需將被供應至緊挨投影光學系統PL下方之液體Lq從晶圓台WTB1及WTB2之一方移交至另一方。藉此,例如在如為了晶圓交換等而使晶圓台WTB1(或WTB2)返回至測量站300時將供應至緊挨投影光學系統PL下方之液體Lq從晶圓台WTB1及WTB2之一方移交至另一方之情形般,無需使晶圓台WTB1(或WTB2)大幅繞轉。又,根據本實施形態之曝光裝置100,主控制裝置20係在於投影光學系統PL與測量台MTB間保持有液體Lq之狀態下,以包含保持曝光完畢之晶圓W之晶圓台WTB1(或WTB2)之晶圓載台WST1(或WST2)與包含保持已結束前述之一連串測量之晶圓W之晶圓台WTB2(或WTB1)之晶圓載台WST2(或WST1)在Y軸方向位置替換之方式,透過粗動載台驅動系統51A、51B驅動晶圓載台WST1及WST2。此情形下,主控制裝置20係以在Y軸方向位置替換之方式,將包含晶圓台WTB1之晶圓載台WST1與包含晶圓台WTB2之晶圓載台WST2沿包含在Y軸方向平行之彼此逆向之路徑之各自之移動路徑並行驅動(參照圖12)。本實施形態中,係採用此種包含在Y軸方向平行之彼此逆向之路徑之各自之移動路徑,在晶圓載台WST1、WST2通過此移動路徑之前後,主控制裝置20藉由粗動載台驅動系統51A、51B將晶圓載台WST1、WST2分別以取代配置於粗動 載台WCS空間內之臂構件711、712(亦即讀頭73a~73c、75a~75c)之一方而配置臂構件711、712(亦即讀頭73a~73c、75a~75c)之另一方之方式從曝光站200與測量站300之一方移動至另一方(例如參照圖9及圖18)。此情形下,為了晶圓載台WST1或WST2從曝光站200與測量站300之間之區域(中間區域)往曝光站200移動,係藉由主控制裝置20,根據以測量系統80D測量之晶圓載台WST1或WST2之位置資訊,控制粗動載台驅動系統51A、51B對晶圓載台WST1或WST2之驅動。又,晶圓載台WST1與晶圓載台WST2,在前述之中間區域內通過互異之移動路徑從曝光站200與測量站300之一方移動至另一方,在本實施形態中該相異之移動路徑位置係在X方向上相異,亦即在底盤12上分離設定於X方向之一端側與另一端側。本實施形態中,管載體由於從-X方向連接於晶圓載台WST1,並從+X方向連接於晶圓載台WST2,因此晶圓載台WST1在X方向其移動路徑設定於投影光學系統PL之-X側,晶圓載台WST2在X方向其移動路徑設定於投影光學系統PL之+X側。
又,主控制裝置20,在例如包含保持上述曝光完畢之晶圓W之晶圓載台WST1及WST2中之一方與保持已結束前述之一連串測量之晶圓W之晶圓載台WST1及WST2中之另一方在Y軸方向之位置替換時在內,至在保持於晶圓載台WST1及WST2中之一方之晶圓W之曝光結束後保持於晶圓載台WST1及WST2中之另一方之晶圓W之曝光開始為止之一部分之期間中,能使用測量台MTB所具有之測量用構件、亦即前述之照度不均感測器95、空間像測量器96、波面像差測量器97及照度監測器98之至少一個,進行照度不均測量、空間像測量、波面像差測量及劑量測量之 至少一個。藉此,能在不使產能降低之情形下視必要進行與曝光相關連之測量。
本實施形態中,晶圓載台WST1及WST2之移動路徑,還包含於X軸方向將晶圓載台WST1及WST2往彼此逆向驅動之路徑(參照圖13)。
因此,不但能提升產能,亦能使裝置小型。
本實施形態之曝光裝置100,其具備:第1背側編碼器系統70A,當晶圓載台WST(或WST2)位於曝光站200時,測量被粗動載台WCS保持成能移動於六自由度方向之晶圓台WTB1(或WTB2)、亦即微動載台WFS之六自由度方向之位置之第1微動載台位置測量系統110A,係從下方對設於晶圓台WTB1(或WTB2)背面(-Z側之面)之光柵RG照射測量光束,接收該測量光束之來自光柵RG之返回光(反射繞射光),在晶圓台WTB1(或WTB2)在曝光站200內之既定範圍(至少包含為了保持於晶圓台WTB1(或WTB2)之晶圓W之曝光之曝光站200內之範圍)移動時,測量晶圓台WTB1(或WTB2)之六自由度方向之位置資訊;以及第1頂側編碼器系統80A,具有設於主支架BD之讀頭部62A、62C,從讀頭部62A、62C對設於晶圓台WTB1(或WTB2)之一對標尺391,392(二維光柵)照射測量光束,接收該測量光束之來自標尺391,392(二維光柵)之返回光(反射繞射光),在晶圓台WTB1(或WTB2)在曝光站200內之上述既定範圍移動時,能與第1背側編碼器系統70A之前述位置資訊之測量並行地測量晶圓台WTB1(或WTB2)之六自由度方向之位置資訊。接著,主控制裝置20在晶圓台WTB1(或WTB2)移動於曝光站200內之上述既定範圍時,例如在曝光 時,係根據第1背側編碼器系統70A之位置資訊及第1頂側編碼器系統80A之位置資訊中可靠性較高者之位置資訊驅動晶圓台WTB1(或WTB2)。
又,本實施形態之曝光裝置100,其具備:第2背側編碼器系統70B,當晶圓載台WST1(或WST2)位於測量站300時,測量被粗動載台WCS保持成能移動於六自由度方向之晶圓台WTB1(或WTB2)、亦即微動載台WFS之六自由度方向之位置之第2微動載台位置測量系統110B,係從下方對設於晶圓台WTB1(或WTB2)背面(-Z側之面)之光柵RG照射測量光束,接收該測量光束之來自光柵RG之返回光(反射繞射光),在晶圓台WTB1(或WTB2)在測量站300內之既定範圍(至少包含為了進行前述之一連串測量處理而晶圓台WTB1(或WTB2)所移動之範圍之測量站300內之範圍、例如在與曝光站200之前述既定範圍對應之測量站300之範圍)移動時,測量晶圓台WTB1(或WTB2)之六自由度方向之位置資訊;以及第2頂側編碼器系統80B,具有設於主支架BD之讀頭部62F、62E,從讀頭部62F、62E對設於晶圓台WTB1(或WTB2)上之一對標尺391,392(二維光柵)照射測量光束,接收該測量光束之來自標尺391,392(二維光柵)之返回光(反射繞射光),在晶圓台WTB1(或WTB2)在測量站300內之上述既定範圍移動時,能與第2背側編碼器系統70B之前述位置資訊之測量並行地測量晶圓台WTB1(或WTB2)之六自由度方向之位置資訊。接著,在前述之切換部150B被設定於第1模式之情形,主控制裝置20在晶圓台WTB1(或WTB2)移動於測量站300內之上述既定範圍時,例如在對準時,係根據第2背側編碼器系統70B之位置資訊及第2頂側編碼器系統80B之位置資訊中可靠性較高者之位置資訊伺服驅動晶圓台WTB1(或WTB2)。
再者,由於卸載位置UP1設定於曝光位置與對準位置之間、更具體而言,設定於保持曝光完畢之晶圓W之晶圓載台WST1或WST2沿其移動路徑被往-Y方向驅動後被驅動於X軸方向之位置,因此能在晶圓之曝光結束後之短時間後將曝光完畢之晶圓從晶圓台WTB1(或WTB2)上卸載後,返回至裝載位置LP。又,在曝光結束後,對測量台MTB移交液浸區域14(液體Lq)後,晶圓台WTB1(或WTB2)係在不接觸液體之情形下往卸載位置UP1返回、進而返回至裝載位置LP。因此,能以高速且高加速進行此時之晶圓台WTB1(或WTB2)之移動。再者,裝載位置LP設定於進行對準檢測系ALG之BCHK前半之處理之位置,因此能與晶圓對晶圓台WTB1(或WTB2)上之裝載之至少一部分並行地或裝載後立即開始包含對準檢測系ALG之BCHK前半之處理之一連串測量處理。又,此測量處理,由於係在液體不接觸於晶圓台WTB1(或WTB2)之情況下進行,因此能一邊高速且高加速使晶圓台WTB1(或WTB2)移動、一邊進行。
再者,晶圓W上之複數個照射區域之曝光順序,由於係在從-X側半部(或+X側半部)之+Y側依序往-Y側之照射區域進行曝光後,從+X側半部(或-X側半部)之-Y側依序往+Y側之照射區域進行曝光,因此在曝光結束之時點,晶圓台WTB1(或WTB2)會位於最接近卸載位置UP1之位置。因此,在曝光結束後,能在最短時間進行晶圓台WTB1(或WTB2)往卸載位置UP1之移動。
由以上說明可清楚得知,根據本實施形態之曝光裝置100,可根據高精度之對準結果及聚焦映射之結果,以步進掃描方式重疊精度良好地進行對晶圓W之液浸曝光之高解像度之曝光。又,曝光對象之晶圓W 即使係例如450mm晶圓等,亦能維持高產能。具體而言,曝光裝置100能將對450mm晶圓之曝光處理,以與前述之美國發明專利申請公開第2008/0088843號說明書等揭示之液浸掃描器對300mm晶圓之曝光處理同等或其以上之高產能來實現。
此外,上述實施形態中,作為併用第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A,使用兩者之測量資訊中可靠性較高者之測量資訊控制在曝光站200之晶圓台WTB1(或WTB2)之位置之一例,雖說明了在θx、θy、以及θz方向使用第1頂側編碼器系統80A之測量資訊,在剩餘之X軸、Y軸、以及Z軸方向係使用第1背側編碼器系統70A之測量資訊,但這此僅為一例。
例如,在對應450mm之曝光裝置,從晶圓台之大小來考量,由於第1背側編碼器系統70A之測量臂71A(臂構件711)為懸臂支承構造且其長度為500mm或其以上,因此例如在100Hz~400Hz左右之頻帶之暗振動(機體之振動)之影響會變大。相對於此,第1頂側編碼器系統80A,則可想見機體之振動導致之影響小,除了極低頻帶以外,測量誤差較小。因此,著眼於此點,亦可在輸出訊號之頻帶中選擇性地使用第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A之測量資訊中可靠性較高者之測量資訊。此情形下,例如亦能使用具有相同截止頻率之低通濾波器及高通濾波器來選擇性地使用(切換)第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A之輸出,但不限於此,例如亦可不使用濾波器而使用對頂側編碼器系統之輸出訊號與背側編碼器系統之輸出訊號賦予權重而加算後之併合位置訊號。又,亦可依據振動以外之要因區分使用頂側編碼器系統與背側編碼器 系統、或將兩者併用。此外,針對伴隨晶圓台WTB1(或WTB2)移動之既定動作,當明顯是第1背側編碼器系統70A或第1頂側編碼器系統80A之測量資訊(位置資訊)可靠性較高之情形,亦可在其動作之間將該可靠性較高者之位置資訊用於晶圓台WTB1或WTB2之位置控制。例如,在第1微動載台位置測量系統110A,例如在掃描曝光中亦可僅使用背側編碼器系統70A。
不論係何者,根據本實施形態,由於能藉由第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A進行並行之晶圓台WTB1或WTB2之位置測量,因此能進行一方之編碼器系統之單獨使用、兩者之系統併用等因應兩者之優點、缺點之各種使用方法。
又,上述實施形態中,在第2微動載台位置測量系統110B中,選擇第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B之測量資訊(位置資訊)中可靠性較高者之位置資訊之方法能採用與上述相同之方法。
又,上述實施形態中,雖說明了第1微動載台位置測量系統110A除了第1背側編碼器系統70A以外還具備第1頂側編碼器系統80A,但不限於此,測量在曝光站200之晶圓台WTB1或WTB2之位置之測量系統,亦可係僅第1背側編碼器系統70A,亦可取代第1頂側編碼器系統80A而將其他構成之編碼器系統或干涉儀系統等與第1背側編碼器系統70A組合使用。在僅使用第1背側編碼器系統70A之情形,最好係進行為了確保第1背側編碼器系統70A之座標系之θx、θy、以及θz方向或六自由度方向之長期穩定性而所需之校準。
又,上述實施形態中,雖說明了第2微動載台位置測量系統110B具備第2背側編碼器系統70B與第2頂側編碼器系統80B,但不限於 此,測量在測量站300之晶圓台WTB1或WTB2之位置之測量系統,亦可僅係第2背側編碼器系統70B,亦可取代第2頂側編碼器系統80B而將其他構成之編碼器系統或干涉儀系統等與第2背側編碼器系統70B組合使用。在僅使用第2背側編碼器系統70B之情形,最好係進行為了確保第2背側編碼器系統70B之座標系之θx、θy、以及θz方向或六自由度方向之長期穩定性而所需之校準。
又,上述實施形態中,雖曝光座標組用測量系統34及測量座標組用測量系統35分別具備Z感測器與檢測晶圓台上之標記之X,Y二維方向位置之一對影像感測器,但不限於此,亦可取代影像感測器,設置能測量晶圓台之XY二維方向之絕對位置之絕對編碼器。
又,上述實施形態中,雖卸載位置UP1設定於曝光站200與測量站300之間,但不限於此,亦可如其次之變形例之曝光裝置般,將卸載位置設定於裝載位置LP近旁。
《變形例》圖21係顯示變形例之曝光裝置之並行處理動作一瞬間之狀態。此圖21對應於前述之實施形態之圖14之狀態。從此圖21可知,此變形例之曝光裝置中,卸載位置UP與裝載位置LP設定於測量臂之近旁。更具體而言,以前述之實施形態之曝光裝置之裝載位置LP為基準,裝載位置LP設定於往+X側分離既定距離之位置,卸載位置UP設定於往-X側分離既定距離之位置。又,未設有如前述之待機位置UP2、UP3之晶圓之待機位置。又,本變形例之曝光裝置中,測量座標組用測量系統35(影像感測器36c、36d及Z感測器38d~38f)配置於讀頭部62F,62E之+Y側。其他部分之構成等與前述之實施形態之曝光裝置100相同。
此處,根據圖21~圖24,說明此變形例之曝光裝置中、使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之一連串並行處理動作中包含晶圓交換動作之一部分動作。
以與前述之實施形態相同之順序,進行使用晶圓載台WST1、WST2與測量載台MST之並行處理,在晶圓載台WST2到達圖21所示之位置之時點,主控制裝置20將用於晶圓台WTB2(晶圓載台WST2)位置控制之位置測量系統與前述同樣地從測量系統80D暫時切換為第3微動載台位置測量系統110C。其後,晶圓台WTB2之位置控制,係根據第3微動載台位置測量系統110C之測量值進行。又,在晶圓載台WST2移動至圖21所示之位置之狀態下,晶圓台WTB2為了進行液浸區域之移交而成為在Y軸方向對測量台MTB接觸或接近之狀態(並列狀態)。
其次,主控制裝置20在維持晶圓台WTB2與測量台MTB之接觸或接近之狀態下,如圖21中分別以兩個向上白箭頭所示,將晶圓載台WST2與測量載台MST往+Y方向驅動。藉此,形成於投影單元PU下之液浸區域14(液體Lq)從測量台MTB上移動(被移交)至晶圓台WTB2上,藉由投影光學系統PL與晶圓台WTB2保持液浸區域14(液體Lq)(參照圖23)。
在上述之液浸區域14之移交結束之時點,係成為測量臂71A插入晶圓載台WST2之空間部內,晶圓台WTB2之背面(光柵RG)對向於測量臂71A之讀頭73a~73c,且讀頭部62A、62C對向於標尺391,392之狀態(參照圖23)。亦即,晶圓台WTB2之位置亦能藉由第3微動載台位置測量系統110C與第1微動載台位置測量系統110A來測量。因此,主控 制裝置20係與前述同樣地根據以第3微動載台位置測量系統110C測量之晶圓台WTB2之六自由度方向之位置座標將第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A之原點回歸。以此方式,進行管理在曝光站200內移動之晶圓台WTB2之位置之曝光時座標系之回歸。
主控制裝置20,在上述之曝光時座標系之回歸後,根據第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A中可靠性較高者之位置資訊管理晶圓台WTB2之位置。
與上述之為了移交液浸區域14之晶圓載台WST2與測量載台MST之+Y方向之驅動並行地,主控制裝置20將晶圓載台WST1如圖21中向下白箭頭所示往卸載位置UP(及裝載位置LP)驅動。在此驅動之途中,變得無法以測量系統80D測量晶圓載台WST1(晶圓台WTB1)之位置。因此,在晶圓載台WST1從測量系統80D之測量範圍脫離前、例如在晶圓載台WST1到達圖22所示之位置之時點,主控制裝置20將用於晶圓台WTB1(晶圓載台WST1)位置控制之位置測量系統從前述之測量系統80D切換為第2微動載台位置測量系統110B。亦即,在晶圓載台WST1到達圖22所示之位置之時點,測量臂71B插入晶圓載台WST1之空間部內,晶圓台WTB1之背面(光柵RG)對向於測量臂71B之讀頭75a~75c,且讀頭部62F、62E對向於標尺391,392。又,此時,能進行測量座標組用測量系統35對晶圓台WTB1之六自由度方向之絕對位置之測量。因此,主控制裝置20使用測量座標組用測量系統35與第2微動載台位置測量系統110B進行晶圓台WTB1之六自由度方向之位置之同時測量。接著,與前述同樣地,主控制裝置20根據以測量座標組用測量系統35測量之晶圓台WTB1之絕對位 置再度設定第2微動載台位置測量系統110B之第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B之測量值,來將第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B之原點回歸。以此方式,進行管理在測量站300內移動之晶圓台WTB1之位置之測量時座標系之回歸。
測量座標組用測量系統35,由於能進行晶圓台WTB1之六自由度方向之絕對位置之測量,因此從上述之測量系統80D對第2微動載台位置測量系統110B之切換、亦即測量時座標系之回歸能在短時間進行。
主控制裝置20,在上述之測量時座標系之回歸後,一邊根據第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B中可靠性較高者之位置資訊管理晶圓台WTB1之位置,一邊將晶圓載台WST1如圖22中白箭頭所示往-Y方向且-X方向驅動而定位於卸載位置UP(參照圖23)。
在卸載位置UP,曝光完畢之晶圓W1,係以如下述之順序從晶圓載台WST1上卸載。亦即,解除藉未圖示之真空夾具對晶圓W1之吸附後,上下動銷上升而將晶圓W1從晶圓保持具上持起。接著,由機械臂等未圖示之卸載臂插入晶圓W1與保持具之間,藉由卸載臂上升既定量晶圓W1從上下動銷被移交至卸載臂。接著,藉由卸載臂如圖23中塗黑箭頭所示,搬出至與外部搬送系之移交位置。此情形下,上下動銷為了次一晶圓之裝載而維持已上升既定量之狀態。
其次,主控制裝置20將晶圓載台WST1如圖24中白箭頭所示往+X方向驅動既定量,而定位於裝載位置LP。在裝載位置LP,新的曝光前之晶圓W3(此處係例舉某批量(一批量為25片或50片)中間的晶圓)以與前述相同之方式被裝載於晶圓台WTB1上。圖24係顯示新的曝光前之 晶圓W3被裝載於晶圓台WTB1上之狀態。
另一方面,與晶圓載台WST1往卸載位置UP之移動、晶圓W1之卸載、晶圓載台WST1往裝載位置LP之移動、以及晶圓W1之裝載並行地,晶圓載台WST2係在維持測量台MTB與晶圓台WTB2之接近或接觸狀態下,如圖23及圖24中以兩個白箭頭分別顯示,往晶圓W2之曝光開始位置、亦即為了第1照射區域之曝光之加速開始位置移動。在此移動前,如圖23所示,在晶圓載台WST2之測量板30位於配置於緊挨投影光學系統PL下方之位置之狀態下,主控制裝置20係視必要停止兩載台WST2,MST,進行BCHK後半之處理及聚焦校準後半之處理。
在以上作業結束後,主控制裝置20使測量載台MST往-X方向且+Y方向驅動,解除兩載台WST,MST接觸或接近之狀態後,開始與前述相同之晶圓W2之曝光。
與上述晶圓W2之曝光並行地,主控制裝置20進行一連串測量動作。亦即,主控制裝置20將裝載有晶圓W3之晶圓載台WST1往-X方向驅動既定量,定位於測量板30上之基準標記FM定位於對準檢測系ALG之視野(檢測區域)內之位置。接著,進行對準檢測系ALG之基線測量(BCHK)前半之處理後,主控制裝置20進行聚焦校準前半之處理。其後,進行與上述實施形態相同之聚焦映射及EGA方式之晶圓對準。
雖詳細說明省略,但其後與前述之實施形態相同之使用晶圓載台WST1、WST2及測量載台MST之並行處理動作係藉由主控制裝置20進行。
以上說明之變形例之曝光裝置中,不論是否使用兩個晶圓載 台WST1、WST2,均可不設置待機位置UP2、UP3,且能以單一之機械臂構成晶圓之卸載系。因此,能使特別是晶圓之卸載系構成簡單。此外,變形例之曝光裝置中,亦可將卸載位置與裝載位置設定於相同位置,此情形下,最好係將卸載位置兼裝載位置設定於測量板30上之基準標記FM定位於對準檢測系ALG之視野(檢測區域)內之位置。
又,上述實施形態及變形例(以下稱為上述實施形態)中,亦可另外設置測量晶圓載台WST1、WST2分別具備之粗動載台WCS之位置資訊之測量系統及/或測量測量載台MST之滑件部60及支承部62之位置資訊之測量系統、例如干涉儀系統等。此情形下,亦可設置測量粗動載台WCS與微動載台WFS之相對位置資訊之測量系統及/或測量測量載台MST之滑件部60及支承部62與測量台MTB之相對位置資訊之測量系統。
又,上述實施形態中,在曝光站200與測量站300間之區域(中間區域)之晶圓載台WST1或WST2之位置資訊,雖係藉由具有複數個霍爾元件之測量系統80D(參照圖6)來測量,但不限於此,亦可藉由干涉儀系統或編碼器系統構成測量系統80D。或者,與測量系統80D另外地、例如與頂側編碼器系統80A或第3微動載台位置測量系統110C等同樣地設置中間區域位置測量用編碼器系統,其具有設於晶圓載台WST1、WST2外部之複數個讀頭,在晶圓載台WST1或WST2位於前述中間區域時,透過前述複數個讀頭對晶圓台WTB 1、WTB2上之標尺391,392介由前述複數個讀頭分別照射測量光束,以測量晶圓載台WST1或WST2之位置資訊。此編碼器系統之複數個讀頭,係以涵蓋先前說明之晶圓載台WST1、WST2之中間區域之移動路徑之方式配置。此情形下,主控制裝置20為了將晶圓載台 WST1或WST2從前述中間區域移動至曝光站200或測量站300,亦可根據以測量系統80D測量之晶圓載台WST1或WST2之位置資訊與以上述中間區域位置測量用編碼器系統測量之晶圓載台WST1或WST2之位置資訊,控制粗動載台驅動系統51A、51B對晶圓載台WST1或WST2之驅動。
又,上述實施形態中,雖說明了第1、第2背側編碼器系統70A,70B具備測量臂71A,71B(分別具有內藏有僅編碼器讀頭之光學系統至少一部分之臂構件711、712),但不限於此,例如作為測量臂,只要能從對向於光柵RG之部分照射測量光束,則例如亦可於臂構件之前端部內藏光源或光檢測器等。此情形下,無需使光纖通過臂構件內部。再者,臂構件其外形及剖面則非所問,或亦可於其自由端設有抑制特定振動數之阻尼構件。又,第1、第2背側編碼器系統70A,70B在於臂構件711、712未設有光源及/或檢測器之情形,亦可不利用臂構件711、712之內部。
又,上述實施形態中,雖例示了第1、第2背側編碼器系統70A,70B分別具備一個三維讀頭、XZ讀頭及YZ讀頭之情形,但當然讀頭之組合配置不限於此。又,第1、第2背側編碼器系統70A,70B亦可採用與X讀頭及/或Y讀頭另外具備Z讀頭之讀頭部(光學系統)。
上述實施形態中,由於於微動載台WFS之下面(背面)配置有光柵RG,因此亦可使微動載台WFS為中空構造以圖輕量化,且於其內部配置配管、配線等。其理由在於,由於從編碼器讀頭照射之測量光束不在微動載台WFS內部行進,因此無需採用光能透射微動載台WFS之中實構件。然而,並不限於此,當採用光能透射微動載台WFS之中實構件時,亦可於微動載台之上面、亦即對向於晶圓之面配置光柵,光柵亦可形成於 保持晶圓之晶圓保持具。後者之情形,即使係曝光中晶圓保持具膨脹或對微動載台之裝著位置偏離,亦能追隨此來測量晶圓保持具(晶圓)之位置。
又,上述實施形態中之第1至第3頂側編碼器系統80A~80C之構成不限於在上述實施形態所說明者。例如,第1至第3頂側編碼器系統80A~80C之至少一部分亦可採用例如美國發明專利申請公開第2006/0227309號說明書等所揭示,於晶圓台WTB設置複數個編碼器讀頭部(各編碼器讀頭部例如能與前述之四軸讀頭同樣地構成),與此對向地於晶圓台WTB之外部配置格子部(例如二維格子或配置成二維之一維格子部)之構成之編碼器系統。此情形下,複數個編碼器讀頭亦可分別配置於晶圓台WTB之四角(corner),或者於晶圓台WTB外側且在其中心(晶圓保持具之中心)交叉之兩條對角線上隔著晶圓台WTB分別配置一對編碼器讀頭部。又,格子部例如亦可將分別形成二維格子之四個格子板安裝於一個固定構件(板件等),且以該四個格子板配置於投影光學系統PL(或嘴單元32)周圍之方式藉由包含固定具之支承構件將固定構件懸吊支承於主支架BD。
此外,上述實施形態中,各背側編碼器系統之讀頭部之構成等不限於前述者而可為任意。又,各頂側編碼器系統之讀頭配置或數目等可為任意。
此外,亦可藉由變更第3頂側編碼器系統80C之讀頭之配置(位置)或者追加至少一個讀頭,而在前述之並列動作中藉由第3頂側編碼器系統測量80C測量載台MST之位置資訊。
此外,上述實施形態中,微動載台WFS雖能驅動於全六自由度方向,但不限於此,只要能移動於平行於XY平面之二維平面內即可。 又,微動載台驅動系統52A、52B不限於上述動磁式,亦可係移動線圈式。進而,微動載台WFS亦可被粗動載台WCS接觸支承。因此,將微動載台WFS相對粗動載台WCS驅動之微動載台驅動系統,亦可係例如將旋轉馬達與滾珠螺桿(或進給螺桿)組合而成者。
此外,上述實施形態中,使用測量載台MST之複數個測量用構件(感測器)之測量動作,其全部不需要在從晶圓載台WST1與晶圓載台WST2之一方往另一方之置換中進行,例如亦可在從晶圓載台WST1對晶圓載台WST2之置換中進行複數個測量之一部分,並在從晶圓載台WST2對晶圓載台WST1之置換中進行剩餘之測量。
又,上述實施形態中,測量載台MST亦可不一定要具有前述之各種測量用構件(感測器),亦可單純僅將其用於代替晶圓載台而於投影光學系統PL下維持液浸區域。此情形下,亦可將前述之各種測量用構件(感測器)之至少一部分設於晶圓載台。
又,上述實施形態中,亦可設置將曝光前之晶圓裝載於晶圓台WTB上前在裝載位置上方加以非接觸支承且裝載於晶圓台WTB1或WTB2上之裝置(亦稱為夾具單元)。夾具單元亦可具備例如貝努里夾具(或亦稱為浮動夾具)來作為從上方以非接觸方式支承晶圓之支承構件。夾具單元(貝努里夾具)例如亦可僅具有搬送功能或除了搬送功能外還具有調溫功能、預對準功能、以及彎曲修正功能(平坦化功能)之至少一個,只要依照附加於夾具單元(貝努里夾具)之功能之種類或數目等決定其構成即可,實現包含搬送功能之四個功能之構成,只要能實現各功能則其構成不限。此外,不限於利用貝努里效果之夾具,亦可使用能以非接觸支承晶圓之夾具。
又,上述實施形態中,雖說明了在測量站300與曝光站20之間使分別具備微動載台WFS與支承有該微動載台WFS之粗動載台WCS之晶圓載台WST1與晶圓載台WST2往返移動之構成之情形,但不限於此,亦可附加兩個微動載台在兩個粗動載台之間能替換之構成,並將該兩個微動載台交互在測量站300與曝光站200之間往返移動。或者,亦可使用三個以上之微動載台。能進行對一微動載台WFS上之晶圓之曝光處理與使用另一微動載台WFS之上述之測量處理之並行處理。此情形下,亦可兩個粗動載台之一方僅在曝光站200內移動,兩個粗動載台之另一方僅在測量站300內移動。
又,上述實施形態中,雖說明了液浸型曝光裝置的情形,但並不限於此,曝光裝置,亦可係在不介由液體(水)之狀態下進行晶圓W曝光的乾燥型。此種情形下,主控制裝置20,例如係在保持於一方之晶圓載台(WST1或WST2)之晶圓W之曝光結束後,至該一方之晶圓載台從投影光學系統PL下方離開、開始保持於另一方之晶圓載台(WST2或WST1)之晶圓W之曝光為止之期間,能使用測量台MTB所具有之測量用構件(亦即前述之照度不均感測器95、空間像測量器96、波面像差測量器97及照度監測器98之至少一個),進行與將照明光IL介由投影光學系統PL並介由各測量器之受光面而受光之曝光相關聯之測量、亦即照度不均測量、空間像測量、波面像差測量及劑量測量之至少一個。藉此,能在不使產能降低之情形下視必要進行與曝光相關聯之測量。
又,上述實施形態中,雖說明了曝光裝置係步進掃描方式之情形,但並不限於此,亦能將上述實施形態適用於步進器等靜止型曝光裝 置。又,亦能將上述實施形態適用於用以合成照射區域與照射區域之步進接合方式的縮小投影曝光裝置。
又,上述實施形態之曝光裝置中之投影光學系統並不僅可為縮小系,亦可為等倍及放大系之任一者,投影光學系統PL不僅可為折射系,亦可係反射系及反折射系之任一者,其投影像亦可係倒立像與正立像之任一者。
又,照明光IL不限於ArF準分子雷射光(波長193nm),亦能使用KrF準分子雷射光(波長248nm)等紫外光、或F2雷射光(波長157nm)等真空紫外光。亦可使用例如美國發明專利第7,023,610號說明書所揭示之諧波,其係以塗布有例如鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器,將從DFB半導體雷射或纖維雷射振盪出之紅外線區可見區的單一波長雷射光放大來作為真空紫外光,並使用非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光。
又,上述實施形態中,作為曝光裝置之照明光IL,並不限於波長100nm以上之光,亦可使用波長未滿100nm之光。例如,亦能將上述實施形態適用於使用軟X線區域(例如5~15nm之波長域)之EUV(Extreme Ultra Violet)光之EUV曝光裝置。此外,上述實施形態亦適用於使用電子射線或離子光束等之帶電粒子射線的曝光裝置。
又,上述實施形態中,雖使用於具光透射性之基板上形成既定遮光圖案(或相位圖案,減光圖案)的光透射性光罩(標線片),但亦可使用例如美國發明專利第6,778,257號說明書所揭示之電子光罩來代替此光罩,該電子光罩(亦稱為可變成形光罩、主動光罩、或影像產生器,例如包含非發光型影像顯示元件(空間光調變器)之一種之DMD(Digital Micro-mirror Device)等)係根據欲曝光圖案之電子資料來形成透射圖案、反射圖案、或發光圖案。在使用此種可變成形光罩時,由於搭載晶圓或玻璃板之載台相對可變成形光罩被掃描,因此能藉由使用前述之第1、第2微動載台位置測量系統110A、110B測量此載台之位置,來得到與上述實施形態同等之效果。
又,上述實施形態亦能適用於,例如國際公開第2001/035168號所揭示,藉由將干涉紋形成於晶圓W上、而在晶圓W上形成線與間隔圖案之曝光裝置(微影系統)。
進而,例如亦能將上述實施形態適用於例如美國發明專利第6,611,316號所揭示之曝光裝置,其係將兩個標線片圖案透過投影光學系統在晶圓上合成,藉由一次之掃描曝光來對晶圓上之一個照射區域大致同時進行雙重曝光。
又,上述實施形態中待形成圖案之物體(能量束所照射之曝光對象的物體)並不限於晶圓,亦可係玻璃板、陶瓷基板、膜構件、或者光罩基板等其他物體。
曝光裝置用途並不限定於半導體製造用之曝光裝置,亦可廣泛適用於例如用來製造將液晶顯示元件圖案轉印於方型玻璃板之液晶用曝光裝置,或製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微型機器及DNA晶片等的曝光裝置。又,除了製造半導體元件等微型元件以外,為了製造用於光曝光裝置、EUV(極遠紫外線)曝光裝置、X射線曝光裝置及電子射線曝光裝置等的標線片或光罩,亦能將上述實施形態適用於用以將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。
半導體元件等電子元件,係經由進行元件之功能、性能設計 之步驟,根據此設計步驟製作標線片之步驟,從矽材料製作晶圓之步驟,使用前述之實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)及其曝光方法將形成於光罩(標線片)之圖案轉印至晶圓之微影步驟,將曝光後晶圓加以顯影之顯影步驟,將殘存光阻之部分以外部分之露出構件以蝕刻加以去除之蝕刻步驟,去除經蝕刻後不要之光阻之光阻除去步驟,元件組裝步驟(含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)、及檢査步驟等加以製造。此場合,由於係於微影製程,使用上述實施形態之曝光裝置實施前述曝光方法於晶圓上形成元件圖案,因此能以良好之生產性製造高積體度之元件。
又,上述實施形態的曝光裝置(圖案形成裝置),係藉由組裝各種次系統(包含本案申請範圍中所列舉的各構成要素),以能保持既定之機械精度、電氣精度、光學精度之方式所製造。為確保此等各種精度,於組裝前後,係進行對各種光學系統統進行用以達成光學精度之調整、對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整、對各種電氣系統進行用以達成電氣精度之調整。從各種次系統至曝光裝置之組裝製程,係包含機械連接、電路之配線連接、氣壓迴路之配管連接等。當然,從各種次系統至曝光裝置之組裝製程前,係有各次系統個別之組裝製程。當各種次系統至曝光裝置之組裝製程結束後,即進行綜合調整,以確保曝光裝置全體之各種精度。此外,曝光裝置之製造最好是在溫度及清潔度等皆受到管理之潔淨室進行。
又,援用與上述說明中所引用之曝光裝置等相關之所有國際公開公報、美國發明專利申請公開說明書及美國發明專利說明書之揭示作為本說明書記載之一部分。

Claims (1)

  1. 一種移動物體之移動體裝置,其具備:懸臂支承構造之測量構件;移動構件,具有前述物體之保持部與可供前述測量構件插入其內部之空間部;測量系統,透過設於前述量測構件與前述移動構件之一方之讀頭部,對設於前述量測構件與前述移動構件之另一方之格子構件照射測量光束,接收前述測量光束之來自前述格子構件之光,測量前述移動構件之位置資訊;及驅動系統,依據前述位置資訊移動前述移動構件,其中,前述測量構件具有固定端部較其自由端部粗的剖面形狀。
TW107116808A 2012-11-12 2012-12-28 移動體裝置、曝光裝置、元件製造方法 TW201832018A (zh)

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