HK1224021B - Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method - Google Patents

Claims (31)

1. Belichtungsvorrichtung (100) zum Belichten eines Substrats (W) mit Beleuchtungslicht (IL) über ein optisches Projektionssystem (PL) und eine Flüssigkeit (Lq), wobei die Vorrichtung aufweist:

   eine erste Bühne (RST), die über dem optischen Projektionssystem angeordnet ist und eingerichtet ist, eine mit dem Beleuchtungslicht beleuchtete Maske (R) zu halten;

   ein erstes Antriebssystem (11), das eingerichtet ist, die erste Bühne anzutreiben;

   ein erstes Messsystem (116), das eingerichtet ist, eine Positionsinformation der ersten Bühne zu messen;

   ein Düsenelement (32), das vorgesehen ist, um eine Linse (191) zu umgeben, wobei die Linse von einer Vielzahl optischer Elemente des optischen Projektionssystems am nächsten zu einer Bildebenenseite angeordnet ist und eine Emissionsfläche der Linse, durch die das Beleuchtungslicht gelangt, mit der Flüssigkeit in Kontakt ist, wobei

   das Düsenelement eine Flüssigkeitszuführöffnung und eine Flüssigkeitsrückgewinnöffnung aufweist und eine untere Fläche niedriger als die Emissionsfläche der Linse angeordnet ist, und

   ein Flüssigkeitsimmersionsbereich mit einer über die Zuführöffnung zugeführten Flüssigkeit unter dem optischen Projektionssystem ausgebildet ist und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsimmersionsbereichs über die Rückgewinnöffnung rückgewonnen wird;

   eine zweite Bühne (WST), die unter dem optischen Projektionssystem angeordnet ist und eingerichtet ist, das Substrat zu halten;

   ein zweites Antriebssystem (124), das eingerichtet ist, die zweite Bühne anzutreiben;

   ein zweites Messsystem, bei dem ein Gitterabschnitt (39Y1, 39Y2, 39X1, 39X2) oder ein Kopf (62A, 62B, 62C, 62D) an der zweiten Bühne vorgesehen ist und das jeweils andere des Gitterabschnitts und des Kopfes an einer Außenseite des Düsenelements in Bezug auf das optische Projektionssystem über der zweiten Bühne vorgesehen ist und das eingerichtet ist, eine Positionsinformation der zweiten Bühne mit einer Vielzahl der Köpfe zu messen, die dem Gitterabschnitt zugewandt ist; und

   eine Steuerung (20), die eingerichtet ist, das erste Antriebssystem und das zweite Antriebssystem basierend auf einer Messinformation des ersten Messsystems bzw. einer Messinformation des zweiten Messsystems zu steuern, wobei

   die Steuerung eingerichtet ist, das erste und das zweite Antriebssystem so zu steuern, dass eine Scanbelichtung des Substrats ausgeführt wird, wobei bei der Scanbelichtung die Maske und das Substrat jeweils relativ zu dem Beleuchtungslicht bewegt werden, und

   die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass:

   während einer Bewegung der zweiten Bühne ein Umschalten des Kopfes so ausgeführt wird, dass ein anderer Kopf statt eines Kopfes der Vielzahl von Köpfen verwendet wird;

   nach dem Umschalten die Positionsinformation der zweiten Bühne mit einer Vielzahl von Köpfen gemessen wird, die verbleibende Köpfe und den anderen Kopf einschließen, wobei die verbleibenden Köpfe den vor dem Umschalten verwendeten einen Kopf der Vielzahl von Köpfen ausschließt; und

   eine Korrekturinformation zum Steuern einer Bewegung der zweiten Bühne nach dem Umschalten unter Verwendung des anderen Kopfes basierend auf der Positionsinformation erfasst wird, die mit der vor dem Umschalten verwendeten Vielzahl von Köpfen gemessen wird.
2. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass:

   vor dem Umschalten die Positionsinformation der zweiten Bühne mit drei der Köpfe gemessen wird, die dem Gitterabschnitt zugewandt sind;

   nach dem Umschalten die Positionsinformation der zweiten Bühne mit drei Köpfen gemessen wird, wobei die drei Köpfe zwei Köpfe und den anderen Kopf einschließen, die zwei Köpfe den einen Kopf der drei Köpfe ausschließen, der vor dem Umschalten verwendet wird, und der andere Kopf sich von den vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfen unterscheidet; und

   die Korrekturinformation von der Positionsinformation erfasst wird, die mit den vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfen gemessen wird.
3. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass die Korrekturinformation erfasst wird, während vier Köpfe dem Gitterabschnitt zugewandt sind, wobei die vier Köpfe die vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfe und den anderen Kopf einschließen.
4. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass das Umschalten des Kopfes ausgeführt wird, während vier Köpfe dem Gitterabschnitt zugewandt sind, wobei die vier Köpfe die vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfe und den anderen Kopf einschließen.
5. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welcher der Gitterabschnitt vier Skalenelemente aufweist, bei denen jeweils ein reflektierendes Gitter ausgebildet ist, und die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass die Erfassung der Korrekturinformation und das Umschalten des Kopfes ausgeführt werden, während vier Köpfe respektive den vier Skalenelementen zugewandt sind, wobei die vier Köpfe die vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfe und den anderen Kopf einschließen.
6. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass während einer Bewegung der zweiten Bühne die Positionsinformation der zweiten Bühne mit drei oder vier der Köpfe gemessen wird, die respektive drei oder vier der vier Skalenelemente zugewandt sind.
7. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass während einer Bewegung der zweiten Bühne die Köpfe, die dem Gitterabschnitt zugewandt sind, von einem der drei Köpfe und der vier Köpfe zu dem jeweils anderen geändert werden.
8. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das erste und das zweite Messsystem jeweils ein Encodersystem aufweisen, und das zweite Messsystem eingerichtet ist, eine Positionsinformation der zweiten Bühne in Richtungen von sechs Freiheitsgraden zu messen, wobei die Richtungen der sechs Freiheitsgrade eine Richtung senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionssystems und eine Richtung parallel zu der optischen Achse einschließen.
9. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die zweite Bühne eine obere Fläche aufweist, die mit dem Flüssigkeitsimmersionsbereich in Kontakt bringbar ist, und einen Halter aufweist, der in einem ausgesparten Abschnitt an der oberen Fläche vorgesehen ist, und die zweite Bühne eingerichtet ist, das Substrat so in dem ausgesparten Abschnitt zu halten, dass eine Fläche des Substrats im Wesentlichen mit der oberen Fläche fluchtet.
10. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit:

    einem Rahmenelement, das angeordnet ist, um das optische Projektionssystem zu unterstützen, wobei

    das jeweils andere des Gitterabschnitts und des Kopfes an dem Rahmenelement vorgesehen ist.
11. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei der das jeweils andere des Gitterabschnitts und des Kopfes über ein Stützelement durch das Rahmenelement unterstützt wird.
12. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welcher der Gitterabschnitt ein reflektierendes Gitter aufweist und so angeordnet ist, dass das reflektierende Gitter im Wesentlichen parallel zu einer vorbestimmten Ebene ist, die senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionssystems ist, und die zweite Bühne mit dem Kopf bereitgestellt ist und unter den Gitterabschnitt bewegt wird.
13. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit:

    einem Rahmenelement, das angeordnet ist, um das optische Projektionssystem zu unterstützen, wobei

    das Düsenelement an dem Rahmenelement vorgesehen ist.
14. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit:

    einem Rahmenelement, das angeordnet ist, um das optische Projektionssystem zu unterstützen; und

    einem anderen Rahmenelement, das mit dem Düsenelement versehen ist und sich von dem Rahmenelement unterscheidet.
15. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner mit:

    einem Rahmenelement, das angeordnet ist, um das optische Projektionssystem zu unterstützen; und

    einem Markierungserfassungssystem (AL1, AL2₁, AL2₂), das an dem Rahmenelement weg von dem optischen Projektionssystem vorgesehen ist und eingerichtet ist, eine Markierung des Substrats und eine Referenzmarkierung der zweiten Bühne zu erfassen, wobei

    die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass die Positionsinformation der zweiten Bühne bei einem Erfassungsvorgang des Markierungserfassungssystems mit dem zweiten Messsystem gemessen wird und eine Erfassungsinformation des Markierungserfassungssystems bei einem Belichtungsvorgang des Substrats verwendet wird.
16. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 15, bei der die zweite Bühne ein Messelement (30) aufweist, wobei das Messelement in einer Öffnung einer oberen Fläche der zweiten Bühne angeordnet ist und die Referenzmarkierung (FM) und eine Schlitzstruktur (SL) aufweist, und die Belichtungsvorrichtung ferner aufweist:

    eine Luftbildmesseinrichtung (96), die eingerichtet ist, über die Schlitzstruktur ein Markierungsbild zu erfassen, das über das optische Projektionssystem und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsimmersionsbereichs projiziert wird, wobei

    die Steuerung eingerichtet ist, das zweite Antriebssystem so zu steuern, dass das Markierungsbild auf die Schlitzstruktur projiziert wird, und

    die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass die Positionsinformation der zweiten Bühne bei einem Erfassungsvorgang des Markierungsbilds mit dem zweiten Messsystem gemessen wird und eine Erfassungsinformation des Markierungsbilds bei dem Belichtungsvorgang verwendet wird.
17. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die zweite Bühne eingerichtet ist, das Substrat in einem ausgesparten Abschnitt an einer oberen Fläche der zweiten Bühne zu halten, und das Messelement in einer Öffnung der oberen Fläche der zweiten Bühne angeordnet ist, wobei sich die Öffnung von dem ausgesparten Abschnitt unterscheidet.
18. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, bei der die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass eine Messinformation des zweiten Messsystems bei dem Erfassungsvorgang des Markierungsbilds und die Erfassungsinformation des Markierungsbilds bei einer Ausrichtung des Substrats verwendet werden, die auf der Erfassungsinformation des Markierungserfassungssystems basiert.
19. Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, ferner mit:

    einem Positionserfassungssystem (90a, 90b), das an dem Rahmenelement weg von dem optischen Projektionssystem vorgesehen ist und eingerichtet ist, eine Positionsinformation des Substrats in einer Richtung parallel zu einer optischen Achse (AX) des optischen Projektionssystems zu erfassen, wobei

    die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass die Positionsinformation der zweiten Bühne mit dem zweiten Messsystem bei einem Erfassungsvorgang des Positionserfassungssystems gemessen wird und bei dem Belichtungsvorgang eine Fokusausgleichssteuerung des Substrats ausgeführt wird, wobei bei der Fokusausgleichssteuerung eine relative Positionsbeziehung zwischen einem Strukturbild, das über das optische Projektionssystem und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsimmersionsbereichs projiziert wird, und dem Substrat basierend auf einer Erfassungsinformation des Positionserfassungssystems eingestellt wird.
20. Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Steuerung eingerichtet ist, das zweite Antriebssystem so zu steuern, dass das Markierungsbild über die Schlitzstruktur bei jeder von Positionen erfasst wird, die sich in der Richtung parallel zu der optischen Achse des optischen Projektionssystems voneinander unterscheiden, und bei der Fokusausgleichssteuerung die Erfassungsinformation des Markierungsbilds verwendet wird.
21. Belichtungsverfahren mit einem Belichten eines Substrats mit Beleuchtungslicht über ein optisches Projektionssystem und eine Flüssigkeit, wobei das Verfahren umfasst:

    Messen einer Positionsinformation einer ersten Bühne mit einem ersten Messsystem, wobei die erste Bühne über dem optischen Projektionssystem angeordnet ist und eine Maske hält, die mit dem Beleuchtungslicht beleuchtet wird;

    mit einem Düsenelement, das vorgesehen ist, um eine Linse zu umgeben, und eine Flüssigkeitszuführöffnung und eine Flüssigkeitsrückgewinnöffnung und eine untere Fläche aufweist, Zuführen einer Flüssigkeit unter das optische Projektionssystem über die Zuführöffnung und Rückgewinnen der unter das optische Projektionssystem zugeführten Flüssigkeit über die Rückgewinnöffnung, um einen Flüssigkeitsimmersionsbereich mit der Flüssigkeit unter dem optischen Projektionssystem auszubilden, wobei die Linse von einer Vielzahl optischer Elemente des optischen Projektionssystems am nächsten zu einer Bildebenenseite angeordnet ist, eine Emissionsfläche der Linse, durch die das Beleuchtungslicht gelangt, mit der Flüssigkeit in Kontakt ist und die untere Fläche des Düsenelements niedriger als die Emissionsfläche der Linse angeordnet ist;

    in einem zweiten Messsystem, bei dem ein Gitterabschnitt oder ein Kopf an einer zweiten Bühne vorgesehen ist und das jeweils andere des Gitterabschnitts und des Kopfes an einer Außenseite des Düsenelements in Bezug auf das optische Projektionssystem über der zweiten Bühne vorgesehen ist, Messen einer Positionsinformation der zweiten Bühne mit einer Vielzahl von Köpfen, die dem Gitterabschnitt zugewandt ist, wobei die zweite Bühne unter dem optischen Projektionssystem angeordnet ist und das Substrat hält; und

    Steuern einer Bewegung der ersten Bühne und einer Bewegung der zweiten Bühne basierend auf einer Messinformation des ersten Messsystems bzw. einer Messinformation des zweiten Messsystems, wobei

    die erste und die zweite Bühne so bewegt werden, dass eine Scanbelichtung des Substrats ausgeführt wird, wobei bei der Scanbelichtung die Maske und das Substrat jeweils relativ zu dem Beleuchtungslicht bewegt werden,

    während einer Bewegung der zweiten Bühne ein Umschalten des Kopfes so ausgeführt wird, dass ein anderer Kopf statt eines Kopfes der Vielzahl von Köpfen verwendet wird,

    nach dem Umschalten die Positionsinformation der zweiten Bühne mit einer Vielzahl von Köpfen gemessen wird, welche verbleibende Köpfe und den anderen Kopf einschließt, wobei die verbleibenden Köpfe den vor dem Umschalten verwendeten einen Kopf der Vielzahl von Köpfen ausschließen, und

    eine Korrekturinformation zum Steuern einer Bewegung der zweiten Bühne unter Verwendung des anderen Kopfes nach dem Umschalten basierend auf einer Positionsinformation erfasst wird, die mit der vor dem Umschalten verwendeten Vielzahl von Köpfen gemessen wird.
22. Belichtungsverfahren nach Anspruch 21, bei dem vor dem Umschalten die Positionsinformation der zweiten Bühne mit drei der Köpfe gemessen wird, die dem Gitterabschnitt zugewandt sind, nach dem Umschalten die Positionsinformation der zweiten Bühne mit drei Köpfen gemessen wird, wobei die drei Köpfe zwei Köpfe und den anderen Kopf einschließen, die zwei Köpfe den vor dem Umschalten verwendeten einen Kopf der drei Köpfe ausschließen und der andere Kopf sich von den vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfen unterscheidet, und die Korrekturinformation von der Positionsinformation erfasst wird, die mit den vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfen gemessen wird.
23. Belichtungsverfahren nach Anspruch 22, bei dem die Korrekturinformation erfasst wird, während vier Köpfe dem Gitterabschnitt zugewandt sind, wobei die vier Köpfe die vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfe und den anderen Kopf einschließen.
24. Belichtungsverfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem das Umschalten des Kopfes ausgeführt wird, während vier Köpfe dem Gitterabschnitt zugewandt sind, wobei die vier Köpfe die vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfe und den anderen Kopf einschließen.
25. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem der Gitterabschnitt vier Skalenelemente aufweist, bei denen jeweils ein reflektierendes Gitter ausgebildet ist, und das Erfassen der Korrekturinformation und das Umschalten des Kopfes ausgeführt werden, während vier Köpfe respektive den vier Skalenelementen zugewandt sind, wobei die vier Köpfe die vor dem Umschalten verwendeten drei Köpfe und den anderen Kopf einschließen.
26. Belichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, bei dem eine Markierung des Substrats und eine Referenzmarkierung der zweiten Bühne mit einem Markierungserfassungssystem erfasst werden, das von dem optischen Projektionssystem weg angeordnet ist, und die Positionsinformation der zweiten Bühne mit dem zweiten Messsystem während eines Erfassungsvorgangs des Markierungserfassungssystems gemessen wird und eine Erfassungsinformation des Markierungserfassungssystems bei einem Belichtungsvorgang des Substrats verwendet wird.
27. Belichtungsverfahren nach Anspruch 26, bei dem ein Markierungsbild, das über das optische Projektionssystem und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsimmersionsbereichs projiziert wird, über eine Schlitzstruktur der zweiten Bühne erfasst wird, und die Positionsinformation der zweiten Bühne mit dem zweiten Messsystem bei einem Erfassungsvorgang des Markierungsbilds gemessen wird und eine Erfassungsinformation des Markierungsbilds bei dem Belichtungsvorgang verwendet wird.
28. Belichtungsverfahren nach Anspruch 27, bei dem eine Messinformation des zweiten Messsystems bei dem Erfassungsvorgang des Markierungsbilds und die Erfassungsinformation des Markierungsbilds bei einer Ausrichtung des Substrats verwendet werden, die auf der Erfassungsinformation des Markierungserfassungssystems basiert.
29. Belichtungsverfahren nach Anspruch 27 oder 28, bei dem eine Positionsinformation des Substrats in einer Richtung parallel zu einer optischen Achse des optischen Projektionssystems mit einem Positionserfassungssystem erfasst wird, das von dem optischen Projektionssystem weg angeordnet ist, und die Positionsinformation der zweiten Bühne mit dem zweiten Messsystem bei einem Erfassungsvorgang des Positionserfassungssystems gemessen wird und eine Fokusausgleichssteuerung des Substrats bei dem Belichtungsvorgang ausgeführt wird, wobei bei der Fokusausgleichssteuerung eine relative Positionsbeziehung zwischen einem Strukturbild, das über das optische Projektionssystem und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsimmersionsbereichs projiziert wird, und dem Substrat basierend auf einer Erfassungsinformation des Positionserfassungssystems eingestellt wird.
30. Belichtungsverfahren nach Anspruch 29, bei dem das Markierungsbild über die Schlitzstruktur bei jeder von Positionen erfasst wird, die in der Richtung parallel zu der optischen Achse des optischen Projektionssystems voneinander unterschiedlich sind, und bei der Fokusausgleichssteuerung die Erfassungsinformation des Markierungsbilds verwendet wird.
31. Bauelementherstellungsverfahren, das umfasst:

    Belichten eines Substrats unter Verwendung des Belichtungsverfahrens nach einem der Ansprüche 21 bis 30; und

    Entwickeln des Substrats, das belichtet worden ist.