HK1228021B

HK1228021B - Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method

Info

Publication number: HK1228021B
Application number: HK17101584.1A
Authority: HK
Inventors: Yuichi Shibazaki
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2019-08-23

Claims

Belichtungsvorrichtung (100) zum Belichten eines Substrats (W) mit einem Beleuchtungslicht (IL) über ein optisches Projektionssystem (PL), wobei die Vorrichtung aufweist:
ein Rahmenelement, das eingerichtet ist, das optische Projektionssystem zu unterstützen;

ein Erfassungssystem (AL1, AL2₁, AL2₂, AL2₃, AL2₄), das an dem Rahmenelement entfernt von dem optischen Projektionssystem vorgesehen ist und imstande ist, eine Markierung des Substrats mit jedem einer Vielzahl von Erfassungsbereichen zu erfassen, deren Positionen sich innerhalb einer vorbestimmten Ebene in einer ersten Richtung (X) voneinander unterscheiden, wobei die vorbestimmte Ebene senkrecht zu einer optischen Achse (AX) des optischen Projektionssystems ist;

ein Bühnensystem (50), das eine Bühne (WST) und ein Antriebssystem (124) aufweist und eingerichtet ist, das Substrat unter das optische Projektionssystem und das Erfassungssystem zu bewegen, wobei die Bühne eine Halterung zum Halten des Substrats aufweist und das Antriebssystem einen Motor zum Antreiben der Bühne aufweist;

ein Düsenelement (32), das vorgesehen ist, eine Linse (191) von einer Vielzahl optischer Elemente des optischen Projektionssystems zu umgeben, die am nächsten an einer Bildebenenseite angeordnet ist, und das eingerichtet ist, mit einer Flüssigkeit unter dem optischen Projektionssystem einen Flüssigkeitsimmersionsbereich (14) auszubilden;

ein Messsystem mit einer Vielzahl von Sensoren (64, 66), das eingerichtet ist, zumindest eine Positionsinformation der Bühne in einer Ebene zu messen, wobei jeder der Vielzahl von Sensoren ein reflektierendes Gitterelement (39X₁, 39X₂, 39Y₁, 39Y₂) mit einem Messstrahl bestrahlt, und das Gitterelement im Wesentlichen parallel zu der vorbestimmten Ebene angeordnet ist; und

eine Steuerung (20), die eingerichtet ist, das Antriebssystem basierend auf einer Messinformation des Messsystems zu steuern, wobei

die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass:
die Positionsinformation der Bühne mit dem Messsystem sowohl bei einem Erfassungsvorgang mit einem Erfassen der Markierung mit dem Erfassungssystem als auch einem Belichtungsvorgang des Substrats gemessen wird,

das Substrat über das optische Projektionssystem und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsimmersionsbereichs belichtet wird, und

die Markierung des Substrats mit dem Erfassungssystem nicht über die Flüssigkeit erfasst wird, und

die Steuerung eingerichtet ist, um:
das Antriebssystem so zu steuern, dass das Substrat relativ zu der Vielzahl von Erfassungsbereichen in der vorbestimmten Ebene in einer zweiten Richtung (Y) senkrecht zu der ersten Richtung bewegt wird, um eine Vielzahl von Markierungen des Substrats mit zumindest einem Teil der Vielzahl von Erfassungsbereichen bei dem Erfassungsvorgang zu erfassen, deren Positionen sich in der zweiten Richtung voneinander unterscheiden, und

zudem das Antriebssystem so zu steuern, dass die Bühne basierend auf dem Ergebnis einer Ausrichtungsmessung des Substrats, die vor der Belichtung des Substrats ausgeführt wird, als ein Teil des Belichtungsvorgangs bewegt wird.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bühne eine Referenzmarkierung (55) an einer oberen Fläche der Bühne aufweist, die Steuerung eingerichtet ist, das Antriebssystem so zu steuern, dass die Referenzmarkierung in einem der Vielzahl von Erfassungsbereichen platziert ist, um die Referenzmarkierung mit dem Erfassungssystem nicht über die Flüssigkeit zu erfassen, und die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass:
die Positionsinformation der Bühne mit dem Messsystem bei einem Erfassungsvorgang der Referenzmarkierung gemessen wird, und

Erfassungsinformation der Referenzmarkierung bei dem Belichtungsvorgang verwendet wird.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Bühne eine Spaltstruktur (SL) an einer oberen Fläche der Bühne aufweist, und die Belichtungsvorrichtung ferner aufweist:
eine Luftbildmesseinrichtung (45), die eingerichtet ist, über die Spaltstruktur ein Markierungsbild zu erfassen, das über das optische Projektionssystem projiziert wird, wobei

die Steuerung eingerichtet ist, das Antriebssystem zu steuern, sodass das Markierungsbild auf die Spaltstruktur projiziert wird, und

die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass:
die Positionsinformation der Bühne mit dem Messsystem bei einem Erfassungsvorgang des Markierungsbilds gemessen wird und

Erfassungsinformation des Markierungsbilds bei dem Belichtungsvorgang verwendet wird.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass Messinformation des Messsystems bei dem Erfassungsvorgang des Markierungsbilds und die Erfassungsinformation des Markierungsbilds bei der Ausrichtung verwendet werden.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der die Bühne mit dem Halter in einem ausgesparten Teil einer oberen Fläche der Bühne bereitgestellt ist, und die Referenzmarkierung und die Spaltstruktur einem Messelement (30) bereitgestellt sind, das in einer Öffnung der oberen Fläche angeordnet ist, wobei sich die Öffnung von dem ausgesparten Teil unterscheidet.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Bühnensystem ein Referenzelement (46) mit Markierungen (M) aufweist, die mit dem Erfassungssystem erfassbar sind, wobei die Markierungen des Referenzelements respektive mit der Vielzahl von Erfassungsbereichen erfassbar sind, und die Steuerung eingerichtet ist, basierend auf einer Erfassungsinformation der Markierungen des Referenzelements eine Positionsinformation der Vielzahl von Erfassungsbereichen zu erhalten, die bei dem Belichtungsvorgang verwendet werden.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Bühne eine Referenzmarkierung (FM) an einer oberen Fläche der Bühne aufweist und sich die Referenzmarkierung von den Markierungen des Referenzelements unterscheidet, und das Erfassungssystem eingerichtet ist, die Referenzmarkierung der Bühne mit einem Teil der Vielzahl von Erfassungsbereichen zu erfassen und die Markierungen des Referenzelements mit sämtlichen der Vielzahl von Erfassungsbereichen zu erfassen.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Steuerung eingerichtet ist, das Antriebssystem so zu steuern, dass die Markierungen des Referenzelements mit der Vielzahl von Erfassungsbereichen nahezu gleichzeitig erfasst werden.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der das Bühnensystem eine weitere Bühne (MST) aufweist, die mit dem Referenzelement versehen ist und sich von der Bühne unterscheidet, und die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass das Referenzelement durch die weitere Bühne unter dem Erfassungssystem platziert wird und eine Positionsinformation der weiteren Bühne bei einem Erfassungsvorgang der Markierungen des Referenzelements mit dem Messsystem gemessen wird.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das Erfassungssystem so eingerichtet ist, dass ein Abstand oder eine relative Positionsbeziehung zwischen der Vielzahl von Erfassungsbereichen in zumindest der ersten Richtung variabel ist.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Erfassungssystem so eingerichtet ist, dass ein Abstand oder eine relative Positionsbeziehung zwischen der Vielzahl von Erfassungsbereichen in der zweiten Richtung variabel ist.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das Erfassungssystem so eingerichtet ist, dass ein Teil der Vielzahl von Erfassungsbereichen bewegbar ist und der Teil der Vielzahl von Erfassungsbereichen relativ zu dem Rest der Vielzahl von Erfassungsbereichen bewegt wird, sodass ein Abstand oder eine relative Positionsbeziehung zwischen der Vielzahl von Erfassungsbereichen verändert wird.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der das Erfassungssystem eine Vielzahl optischer Systeme und eine Antriebssektion aufweist, wobei die Vielzahl optischer Systeme eingerichtet ist, die Vielzahl von Erfassungsbereichen respektive mit Erfassungslichtern zu bestrahlen, und das Antriebssystem eingerichtet ist, einen Teil der Vielzahl optischer Systeme so zu bewegen, dass ein Abstand oder eine relative Positionsbeziehung zwischen der Vielzahl von Erfassungsbereichen verändert wird.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Erfassungssystem einen Sensor aufweist, wobei der Sensor eingerichtet ist, eine Positionsinformation des optischen Systems zu messen, das durch die Antriebssektion bewegt wird.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass bei einem Erfassungsvorgang der Markierung des Substrats, bei dem das Substrat relativ zu der Vielzahl von Erfassungsbereichen in der zweiten Richtung bewegt wird, sich die Anzahl der Erfassungsbereiche des Erfassungssystems, die bei der Erfassung der Markierung verwendet werden, bei Positionen unterscheidet, die in der zweiten Richtung voneinander unterschiedlich sind.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass bei einem Erfassungsvorgang der Markierung des Substrats, bei dem das Substrat relativ zu der Vielzahl von Erfassungsbereichen in der zweiten Richtung bewegt wird, die Anzahl der mit dem Erfassungssystem erfassten Markierungen sich bei Positionen unterscheidet, die in der zweiten Richtung voneinander unterschiedlich sind.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit:
einer Erfassungseinrichtung (90a, 90b) die von dem optischen Projektionssystem entfernt angeordnet ist und eingerichtet ist, eine Positionsinformation des Substrats in einer dritten Richtung (Z) senkrecht zu der vorbestimmten Ebene zu erfassen, wobei

die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass die Positionsinformation der Bühne mit dem Messsystem bei einem Erfassungsvorgang des Substrats durch die Erfassungseinrichtung gemessen wird.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 17, bei der das Erfassungssystem und die Erfassungseinrichtung auf einer Seite des optischen Projektionssystems in der zweiten Richtung von dem optischen Projektionssystem entfernt angeordnet sind, sodass zumindest ein Teil des Erfassungsvorgangs des Substrats durch die Erfassungseinrichtung parallel mit dem Erfassungsvorgang der Markierung durch das Erfassungssystem ausgeführt wird.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei der die Bühne ein Messelement (30) an einer oberen Fläche der Bühne aufweist, die Steuerung eingerichtet ist, das Antriebssystem so zu steuern, dass das Messelement mit der Erfassungseinrichtung erfasst wird, wobei die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass:
eine Positionsinformation der Bühne bei einem Erfassungsvorgang des Messelements mit dem Messsystem in der dritten Richtung gemessen wird, und

eine Erfassungsinformation des Messelements bei dem Belichtungsvorgang verwendet wird.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei der das Messelement eine Spaltstruktur (SL) aufweist, wobei die Belichtungsvorrichtung ferner aufweist:
eine Luftbildmesseinrichtung (45), die eingerichtet ist über die Spaltstruktur ein über das optische Projektionssystem projiziertes Markierungsbild zu erfassen, wobei

die Steuerung eingerichtet ist, das Antriebssystem so zu steuern, dass das Markierungsbild bei jeder der Positionen, die in der dritten Richtung voneinander unterschiedlich sind, mit der Luftbildmesseinrichtung erfasst wird, und

die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass:
eine Positionsinformation der Bühne bei einem Erfassungsvorgang des Markierungsbilds mit dem Messsystem in der dritten Richtung gemessen wird, und

eine Erfassungsinformation des Markierungsbilds bei dem Belichtungsvorgang verwendet wird.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei der die Erfassungseinrichtung dem Rahmenelement von dem optischen Projektionssystem entfernt bereitgestellt ist.
Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Bühne eine Spaltstruktur (SL) an einer oberen Fläche der Bühne aufweist, wobei die Belichtungsvorrichtung ferner aufweist:
eine Luftbildmesseinrichtung (45), die eingerichtet ist, ein über das optische Projektionssystem projiziertes Markierungsbild über die Spaltstruktur zu erfassen, wobei

die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass das Markierungsbild mit der Luftbildmesseinrichtung über die Flüssigkeit des Flüssigkeitsimmersionsbereichs und die Spaltstruktur erfasst wird.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei der das Düsenelement an dem Rahmenelement oder einem weiteren Rahmenelement vorgesehen ist, das sich von dem Rahmenelement unterscheidet.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Bühne mit dem Halter in einem ausgesparten Teil einer oberen Fläche der Bühne bereitgestellt ist und eingerichtet ist, das Substrat in dem ausgesparten Teil so zu halten, dass eine Fläche des Substrats mit der oberen Fläche im Wesentlichen bündig ist.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, bei der die Anzahl von Sensoren der Vielzahl von Sensoren, die dem Gitterelement zugewandt sind, verändert wird, und ein bei der Messung verwendeter Sensor der Vielzahl von Sensoren in Übereinstimmung mit einer Bewegung der Bühne zu einem anderen Sensor umgeschaltet wird.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, ferner mit:
einem Maskenbühnensystem, dass eine Maskenbühne und ein weiteres Antriebssystem aufweist, wobei die Maskenbühne über dem optischen Projektionssystem angeordnet ist und eingerichtet ist, eine mit dem Beleuchtungslicht beleuchtete Maske zu halten, und das weitere Antriebssystem sich von dem Antriebssystem unterscheidet und eingerichtet ist, die Maskenbühne anzutreiben; und

einem Encodersystem, das sich von dem Messsystem unterscheidet und eingerichtet ist, eine Positionsinformation der Maskenbühne zu messen, wobei

die Belichtungsvorrichtung so eingerichtet ist, dass bei dem Belichtungsvorgang eine Scanbelichtung des Substrats ausgeführt wird und während der Scanbelichtung die Maskenbühne basierend auf einer Messinformation des Encodersystems bewegt wird und die Bühne basierend auf einer Messinformation des Messsystems bewegt wird.
Belichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei der die Steuerung eingerichtet ist, dass Maskenbühnensystem und/oder das Bühnensystem so zu steuern, dass ein Messfehler des Messsystems, der aufgrund des Gitterelements auftritt, kompensiert wird.
Belichtungsverfahren mit einem Belichten eines Substrats (W) mit Beleuchtungslicht (IL) über ein optisches Projektionssystem (PL), wobei das Verfahren umfasst:
unter einem Erfassungssystem (AL1, AL2₁, AL2₂, AL2₃, AL2₄), das eine Vielzahl von Erfassungsbereichen aufweist, deren Positionen sich in einer vorbestimmten Ebene in einer ersten Richtung (X) voneinander unterscheiden, Bewegen des Substrats in der vorbestimmten Ebene relativ zu der Vielzahl von Erfassungsbereichen in einer zweiten Richtung (Y) senkrecht zu der ersten Richtung, sodass eine Vielzahl von Markierungen des Substrats, deren Positionen sich in der zweiten Richtung voneinander unterscheiden, mit zumindest einem Teil der Vielzahl von Erfassungsbereichen erfasst werden, wobei das Erfassungssystem an einem Rahmenelement vorgesehen ist, sodass es von dem optischen Projektionssystem entfernt ist, wobei das Rahmenelement das optische Projektionssystem unterstützt und die vorbestimmte Ebene senkrecht zu einer optischen Achse (AX) des optischen Projektionssystems ist;

Ausbilden eines Flüssigkeitsimmersionsbereichs mit einer Flüssigkeit unter dem optischen Projektionssystem unter Verwendung eines Düsenelements (32), das vorgesehen ist, um eine Linse (191) von einer Vielzahl optischer Elemente des optischen Projektionssystems, die am nächsten an einer Bildebenenseite angeordnet ist, zu umgeben;

Messen zumindest einer Information in einer Ebene der Bühne mit einem Messsystem, das eine Vielzahl von Sensoren (64, 66) aufweist, wobei jeder der Vielzahl von Sensoren ein reflektierendes Gitterelement (39X₁, 39X₂, 39Y₁, 39Y₂) mit einem Messstrahl bestrahlt und das Gitterelement im Wesentlichen parallel zu der vorbestimmten Ebene angeordnet ist; und

Steuern einer Bewegung der Bühne basierend auf einer Messinformation des Messsystems, wobei

das Substrat über das optische Projektionssystem und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsimmersionsbereichs belichtet wird,

die Markierung des Substrats mit dem Erfassungssystem nicht über die Flüssigkeit erfasst wird,

die Positionsinformation der Bühne mit dem Messsystem sowohl bei einem Erfassungsvorgang mit einem Erfassen der Markierungen mit dem Auffassungssystem als auch einem Belichtungsvorgang des Substrats gemessen wird, und

die Bühne basierend auf dem Ergebnis einer Ausrichtungsmessung des Substrats, die vor einer Belichtung des Substrats ausgeführt wird, als ein Teil des Belichtungsvorgangs bewegt wird.
Einrichtungsherstellungsverfahren, das umfasst:
Belichten eines Substrats unter Verwendung des Belichtungsverfahrens nach Anspruch 28; und

Entwickeln des Substrats, das belichtet worden ist.