HK1218675B - Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents

Claims (29)

1. Belichtungsvorrichtung (100) mit einem optischen Beleuchtungssystem, das eingerichtet ist, eine Maske (R1, R2) mit Beleuchtungslicht (IL) zu beleuchten, und einem optischen Projektionssystem (PL), das eingerichtet ist, ein Strukturbild der beleuchteten Maske auf ein Substrat (W) zu projizieren, wobei die Vorrichtung aufweist:

   einen Körper mit einem Rahmenelement, das angeordnet ist, das optische Projektionssystem zu unterstützen;

   ein Maskenbühnensystem mit einem ersten bewegbaren Körper (RST) und einem ersten Motor, wobei der erste bewegbare Körper über dem optischen Projektionssystem platziert ist und angeordnet ist, um die Maske zu halten, und der erste Motor eingerichtet ist, den ersten bewegbaren Körper anzutreiben;

   ein erstes Encodersystem mit einer Vielzahl erster Köpfe (26A₁ bis 26A₃, 26B₁ bis 26B₃, 26C₁ bis 26C₃) und eingerichtet, eine Positionsinformation des ersten bewegbaren Körpers zu messen, der durch den ersten Motor bewegt wird, wobei jeder der Vielzahl erster Köpfe angeordnet ist, um einen ersten Messstrahl auf einen ersten Gitterabschnitt (24A, 24B, 28) abzustrahlen, und der erste Gitterabschnitt ein reflektierendes Gitter aufweist, das im Wesentlichen parallel zu einer vorbestimmten Ebene ist, die senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionssystems ist; und

   eine Steuerung (20), die eingerichtet ist, einen Antrieb des ersten bewegbaren Körpers durch den ersten Motor basierend auf einer Messinformation des ersten Encodersystems zu steuern, wobei:

   die Vielzahl erster Köpfe zwei erste Köpfe aufweist, die in einer ersten Richtung eine unterschiedliche Position aufweisen, wobei die erste Richtung senkrecht zu der optischen Achse des optischen Projektionssystems ist und eine Richtung ist, in der die Maske bei der Scanbelichtung bewegt wird, und ferner einen ersten Kopf aufweist, der in einer zweiten Richtung eine zu den zwei ersten Köpfen unterschiedliche Position aufweist, wobei die zweite Richtung senkrecht zu der optischen Achse und der ersten Richtung ist,

   die Vorrichtung ferner ein Substratbühnensystem mit einem zweiten bewegbaren Körper und einem zweiten Motor aufweist, wobei der zweite bewegbare Körper unter dem optischen Projektionssystem platziert ist und angeordnet ist, um das Substrat zu halten, und der zweite Motor eingerichtet ist, den zweiten bewegbaren Körper anzutreiben;

   die Vorrichtung ferner ein zweites Encodersystem mit einer Vielzahl zweiter Köpfe (46A, 46B, 46C, 46D) aufweist und eingerichtet ist, eine Positionsinformation des durch den zweiten Motor bewegten zweiten bewegbaren Körpers zu messen, wobei jeder der Vielzahl zweiter Köpfe angeordnet ist, um einen zweiten Messstrahl auf einen zweiten Gitterabschnitt (44A, 44B, 44C, 44D) abzustrahlen, und der zweite Gitterabschnitt ein reflektierendes Gitter aufweist, das im Wesentlichen parallel zu der vorbestimmten Ebene platziert ist;

   die Steuerung eingerichtet ist einen Antrieb des zweiten bewegbaren Körpers durch den zweiten Motor basierend auf einer Messinformation des zweiten Encodersystems zu steuern, um für eine Scanbelichtung des Substrats die Maske und das Substrat relativ zu dem Beleuchtungslichts zu bewegen; wobei:

   die zwei ersten Köpfe oder der eine erste Kopf in der zweiten Richtung auf einer Seite eines Beleuchtungsbereichs (IAR) platziert ist, wobei der Beleuchtungsbereich ein Bereich ist, auf den bei der Scanbelichtung das Beleuchtungslicht, das über die Maske gelangt, durch das optische Beleuchtungssystem abstrahlbar ist, und das jeweils andere der zwei ersten Köpfe und des einen ersten Kopfs in der zweiten Richtung auf der anderen Seite des Beleuchtungsbereichs platziert ist,

   der erste Gitterabschnitt eine Vielzahl von Skalen aufweist, wobei jede Skala der Vielzahl von Skalen auf sich das reflektierende Gitter ausgebildet aufweist, und

   die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass von der Vielzahl erster Köpfe sich mindestens ein erster Kopf, welcher der Skala zugewandt ist oder weg von der Skala ist, mitten in einer Bewegung des ersten bewegbaren Körpers in der ersten Richtung respektive von der Skala wegbewegt oder der Skala zuwendet.
2. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vielzahl von Skalen eine Skala (24A), die in der zweiten Richtung auf der einen Seite des Beleuchtungsbereichs platziert ist, und eine Skala (24B) aufweist, die in der zweiten Richtung auf der anderen Seite des Beleuchtungsbereichs platziert ist, sodass die zwei ersten Köpfe oder der eine erste Kopfe einer Skala zugewandt ist und das jeweils andere der zwei ersten Köpfe und des einen ersten Kopfs der anderen Skala zugewandt ist.
3. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der während der Scanbelichtung eine Positionsinformation des ersten bewegbaren Körpers durch zumindest zwei erste Köpfe gemessen wird, die von der Vielzahl erster Köpfe einen der zwei ersten Köpfe und einen ersten Kopf aufweisen.
4. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der andere der zwei ersten Köpfe der jeweiligen Skala zugewandt ist, sodass eine Positionsinformation des ersten bewegbaren Körpers bei einem Belichtungsvorgang des Substrats und/oder einem von dem Belichtungsvorgang unterschiedlichen Vorgang messbar ist.
5. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass der andere der zwei ersten Köpfe sich während zumindest eines Teils des Belichtungsvorgangs von der Skala wegbewegt.
6. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Vielzahl erster Köpfe mindestens zwei erste Köpfe, die in der zweiten Richtung auf der einen Seite des Beleuchtungsbereichs bei unterschiedlichen Positionen in der ersten Richtung angeordnet sind, und die den einen ersten Kopf aufweisen, und mindestens zwei erste Köpfe aufweist, die in der zweiten Richtung auf der anderen Seite des Beleuchtungsbereichs bei unterschiedlichen Positionen in der ersten Richtung angeordnet sind und die die zwei ersten Köpfe aufweisen, und die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass auf zumindest der einen Seite oder der anderen Seite des Beleuchtungsbereichs in der zweiten Richtung von den mindestens zwei ersten Köpfen sich mindestens ein erster Kopf, welcher der Skala zugewandt ist oder von der Skala weg ist, mitten in einer Bewegung des ersten bewegbaren Körpers in der ersten Richtung respektive von der Skala wegbewegt oder der Skala zuwendet.
7. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung für ein Ausführen eines Austauschvorgangs einer Maske eingerichtet ist, die durch den ersten bewegbaren Körper bei einer Position in der ersten Richtung weg von dem Beleuchtungsbereich gehalten wird, sodass bei dem Austauschvorgang der Maske eine Positionsinformation des ersten bewegbaren Körpers durch mindestens einen ersten Kopf der Vielzahl erster Köpfe messbar ist.
8. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der mindestens eine erste Kopf, der bei dem Austauschvorgang verwendet wird, in der ersten Richtung weiter von dem Beleuchtungsbereich weg platziert ist als mindestens zwei erste Köpfe der Vielzahl erster Köpfe, die bei der Scanbelichtung verwendet werden.
9. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Vielzahl erster Köpfe oder der erste Gitterabschnitt bei dem Körper bereitgestellt ist und das jeweils andere der Vielzahl erster Köpfe und des ersten Gitterabschnitts bei dem ersten bewegbaren Körper bereitgestellt ist.
10. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit:

    einem ersten Erfassungssystem (13A, 13B), das eingerichtet ist, eine Markierung der Maske oder eine Markierung des ersten bewegbaren Körpers über das optische Projektionssystem zu erfassen, wobei

    die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass bei einem Belichtungsvorgang des Substrats und einem Erfassungsvorgang der Markierung durch das erste Erfassungssystem jeweils eine Positionsinformation des ersten bewegbaren Körpers durch das erste Encodersystem messbar ist.
11. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch drei oder vier zweite Köpfe der Vielzahl zweiter Köpfe messbar ist, die dem zweiten Gitterabschnitt zugewandt sind, und während eines Belichtungsvorgangs des Substrats die zweiten Köpfe, welche dem zweiten Gitterabschnitt zugewandt sind, von den drei zweiten Köpfen oder den vier zweiten Köpfen zu dem jeweils anderen wechseln.
12. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welcher der zweite Gitterabschnitt vier Skalen (44A, 44B, 44C, 44D) aufweist, die jeweils auf sich das reflektierende Gitter ausgebildet aufweisen, und die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch zweite Köpfe der Vielzahl zweiter Köpfe messbar ist, die respektive drei oder vier der vier Skalen zugewandt sind.
13. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die Steuerung eingerichtet ist, den Antrieb des zweiten bewegbaren Körpers bei einer Kompensation eines Messfehlers des zweiten Encodersystems zu steuern, der aufgrund des zweiten Kopfs und/oder des zweiten Gitterabschnitts auftritt.
14. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner mit:

    einem zweiten Erfassungssystem (ALG), das von dem optischen Projektionssystem weg platziert ist und eingerichtet ist, durch Abstrahlen eines Strahls auf das Substrat eine Positionsinformation des Substrats zu erfassen, wobei

    die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass bei einem Belichtungsvorgang des Substrats und einem Erfassungsvorgang des Substrats durch das zweite Erfassungssystem jeweils eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch das zweite Encodersystem messbar ist.
15. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 14, bei der das zweite Erfassungssystem eingerichtet ist, eine Markierung des Substrats und eine Markierung des zweiten bewegbaren Körpers zu erfassen, und bei einem Erfassungsvorgang der Markierungen durch das zweite Erfassungssystem eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch das zweite Encodersystem messbar ist.
16. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass ein Austauschvorgang eines durch den zweiten bewegbaren Körper gehaltenen Substrats bei einer Position weg von dem optischen Projektionssystem durchführbar ist und bei dem Austauschvorgang des Substrats eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch das zweite Encodersystem messbar ist.
17. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der das Substratbühnensystem eine Vielzahl zweiter bewegbarer Körper einschließlich des zweiten bewegbaren Körpers aufweist, die jeweils eingerichtet sind, ein Substrat zu halten, und das zweite Encodersystem eingerichtet ist, eine Positionsinformation der Vielzahl zweiter bewegbarer Körper zu messen.
18. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ferner mit:

    einem Düsenelement, dass zum Zuführen einer Flüssigkeit zu einem Raum unter dem optischen Projektionssystem nahe dem optischen Projektionssystem platziert ist, wobei

    die Vorrichtung eingerichtet ist, über das optische Projektionssystem und die Flüssigkeit eine Scanbelichtung des Substrats mit Beleuchtungslicht auszuführen, und

    während eines Belichtungsvorgangs des Substrats eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch das zweite Encodersystem messbar ist.
19. Belichtungsverfahren mit einem Belichten eines Substrats (W) mit Beleuchtungslicht (IL) über ein optisches Projektionssystem (PL), wobei das Verfahren umfasst:

    Bewegen einer Maske (R1, R2), die durch einen ersten bewegbaren Körper (RST) gehalten wird, mit einem Maskenbühnensystem, das den ersten bewegbaren Körper und einen ersten Motor aufweist, wobei der erste bewegbare Körper über dem optischen Projektionssystem platziert ist, das durch ein Rahmenelement eines Körpers unterstützt wird, und die Maske hält, und der erste Motor den ersten bewegbaren Körper antreibt;

    Messen einer Positionsinformation des durch den ersten Motor angetriebenen ersten bewegbaren Körpers mit einem ersten Encodersystem, das eine Vielzahl erster Köpfe (26A₁ bis 26A₃, 26B₁ bis 26B₃, 26C₁ bis 26C₃) aufweist, die jeweils einen ersten Messstrahl auf einen ersten Gitterabschnitt (24A, 24B, 28) abstrahlen, wobei der erste Gitterabschnitt ein reflektierendes Gitter aufweist, das im Wesentlichen parallel zu einer vorbestimmten Ebene platziert ist, die senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionssystems ist;

    Bewegen eines Substrats, das durch einen zweiten bewegbaren Körper (WST) gehalten wird, mit einem Substratbühnensystem, das den zweiten bewegbaren Körper und einen zweiten Motor aufweist, wobei der zweite bewegbare Körper unter dem optischen Projektionssystem platziert ist und das Substrat hält und der zweite Motor den zweiten bewegbaren Körper antreibt;

    Messen einer Positionsinformation des durch den zweiten Motor angetriebenen zweiten bewegbaren Körpers mit einem zweiten Encodersystem, das eine Vielzahl zweiter Köpfe (46A, 46B, 46C, 46D) aufweist, die jeweils einen zweiten Messstrahl auf einen zweiten Gitterabschnitt abstrahlen, wobei der zweite Gitterabschnitt ein reflektierendes Gitter aufweist, das im Wesentlichen parallel zu der vorbestimmten Ebene platziert ist; und

    Steuern eines Antriebs des ersten bewegbaren Körpers durch den ersten Motor basierend auf einer Messinformation des ersten Encodersystems und zudem Steuern eines Antriebs des zweiten bewegbaren Körpers durch den zweiten Motor basierend auf einer Messinformation des zweiten Encodersystems, sodass die Maske und das Substrat bei einer Scanbelichtung des Substrats jeweils relativ zu dem Beleuchtungslicht bewegt werden, wobei:

    die Vielzahl erster Köpfe zwei erste Köpfe, die in einer ersten Richtung eine unterschiedliche Position aufweisen, wobei die erste Richtung eine Richtung ist, die orthogonal zu der optischen Achse des optischen Projektionssystems ist und in der die Maske bei der Scanbelichtung bewegt wird, und einen ersten Kopf aufweist, der in einer zweiten Richtung eine zu den zwei ersten Köpfen unterschiedliche Position aufweist, wobei die zweite Richtung senkrecht zu der optischen Achse und zu der ersten Richtung ist,

    eines der zwei ersten Köpfe oder des einen ersten Kopfs in der zweiten Richtung auf einer Seite eines Beleuchtungsbereichs (IAR) platziert ist, wobei der Beleuchtungsbereich ein Bereich ist, auf den das Beleuchtungslicht, das über die Maske gelangt, durch das optische Beleuchtungssystem abgestrahlt wird, und das jeweils andere der zwei ersten Köpfe und des einen ersten Kopfs in der zweiten Richtung auf der anderen Seite des Beleuchtungsbereichs platziert ist;

    der erste Gitterabschnitt eine Vielzahl von Skalen aufweist und jede Skala der Vielzahl von Skalen auf sich das reflektierende Gitter ausgebildet aufweist; und

    von der Vielzahl erster Köpfe sich mindestens ein erster Kopf, welcher der Skala zugewandt ist oder von der Skala weg ist, mitten in einer Bewegung des ersten bewegbaren Körpers in der ersten Richtung respektive von der Skala wegbewegt oder der Skala zuwendet.
20. Belichtungsverfahren nach Anspruch 19, bei dem die Vielzahl von Skalen eine Skala (24A) aufweist, die in der zweiten Richtung auf der einen Seite des Beleuchtungsbereichs platziert ist, sodass eines der zwei ersten Köpfe und des einen ersten Kopfs der Skala zugewandt ist, und eine Skala (24B) aufweist, die in der zweiten Richtung auf der anderen Seite des Beleuchtungsbereichs platziert ist, sodass das jeweils andere der zwei ersten Köpfe und des einen ersten Kopfs der Skala zugewandt ist.
21. Belichtungsverfahren nach Anspruch 19 oder 20, bei dem ein Austauschvorgang einer durch den ersten bewegbaren Körper gehaltenen Maske bei einer Position ausgeführt wird, die in der ersten Richtung weg von dem Beleuchtungsbereich ist, und bei dem Austauschvorgang der Maske eine Positionsinformation des ersten bewegbaren Körpers durch mindestens einen ersten Kopf der Vielzahl erster Köpfe gemessen wird.
22. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, bei dem die Vielzahl erster Köpfe oder der erste Gitterabschnitt bei dem Körper bereitgestellt ist und das jeweils andere der Vielzahl erster Köpfe und des ersten Gitterabschnitts bei dem ersten bewegbaren Körper bereitgestellt ist.
23. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem eine Markierung der Maske oder eine Markierung des ersten bewegbaren Körpers durch ein erstes Erfassungssystem (ALB) über das optische Projektionssystem erfasst wird, und bei einem Belichtungsvorgang des Substrats und einem Erfassungsvorgang der Markierung durch das erste Erfassungssystem jeweils eine Positionsinformation des ersten bewegbaren Körpers durch das erste Encodersystem gemessen wird.
24. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch drei oder vier zweite Köpfe der Vielzahl zweiter Köpfe gemessen wird, die dem zweiten Gitterabschnitt zugewandt sind, und während eines Belichtungsvorgang des Substrats die zweiten Köpfe, die dem zweiten Gitterabschnitt zugewandt sind, von den drei zweiten Köpfen und den vier zweiten Köpfen zu dem jeweils anderen wechseln.
25. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, bei dem der Antrieb des zweiten bewegbaren Körpers so gesteuert wird, dass ein Messfehler des zweiten Encodersystems, der aufgrund des zweiten Kopfs und/oder des zweiten Gitterabschnitts auftritt, kompensiert wird.
26. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, bei dem eine Positionsinformation des Substrats durch ein zweites Erfassungssystem (ALG) erfasst wird, dass von dem optischen Projektionssystem weg platziert ist und einen Strahl auf das Substrat abstrahlt, und bei einem Belichtungsvorgang des Substrats und einem Erfassungsvorgang des Substrats durch das zweite Erfassungssystem jeweils eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch das zweite Encodersystem gemessen wird.
27. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, bei dem ein Austauschvorgang eines durch den zweiten bewegbaren Körper gehaltenen Substrats bei einer Position weg von dem optischen Projektionssystem ausgeführt wird und bei dem Austauschvorgang des Substrats eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch das zweite Encodersystem gemessen wird.
28. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, bei dem eine Flüssigkeit durch ein Düsenelement, das nahe dem optischen Projektionssystem platziert ist, unter dem optischen Projektionssystem zugeführt wird, eine Scanbelichtung des Substrats über das optische Projektionssystem und die Flüssigkeit mit dem Beleuchtungslicht ausgeführt wird, und während eines Belichtungsvorgangs des Substrats eine Positionsinformation des zweiten bewegbaren Körpers durch das zweite Encodersystem gemessen wird.
29. Bauelementherstellungsverfahren, das umfasst:

    einen Lithographieprozess mit einem Übertragen einer Struktur auf ein Substrat unter Verwendung des Belichtungsverfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 28.