JP2011061130A - Aligner and exposure method, and method of manufacturing device - Google Patents
Aligner and exposure method, and method of manufacturing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011061130A JP2011061130A JP2009211588A JP2009211588A JP2011061130A JP 2011061130 A JP2011061130 A JP 2011061130A JP 2009211588 A JP2009211588 A JP 2009211588A JP 2009211588 A JP2009211588 A JP 2009211588A JP 2011061130 A JP2011061130 A JP 2011061130A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movement stage
- wafer
- fine movement
- holding member
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
【課題】微動ステージ上に残留する液体を除去する。
【解決手段】液体を介して露光光を投射することにより、ウエハステージ(粗動ステージ)上の微動ステージWFS1に保持されたウエハWが露光される。露光終了後、微動ステージWFS1がウエハ交換位置に搬送され、ウエハ交換が行われる。このウエハ交換の動作と並行して、不図示のバキュームポンプにより、配管80aを介して、微動ステージWFS1のウエハホルダWHの内部に残留する液体が吸引除去される。
【選択図】図12A liquid remaining on a fine movement stage is removed.
By projecting exposure light through a liquid, a wafer W held on a fine movement stage WFS1 on a wafer stage (coarse movement stage) is exposed. After the exposure is completed, fine movement stage WFS1 is transferred to the wafer exchange position, and the wafer is exchanged. In parallel with the wafer exchange operation, the liquid remaining in the wafer holder WH of the fine movement stage WFS1 is sucked and removed through a pipe 80a by a vacuum pump (not shown).
[Selection] Figure 12
Description
本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、特に、半導体素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置及び露光方法、並びに該露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method, and more particularly, to an exposure apparatus and an exposure method used in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element, and a device manufacturing method using the exposure method.
従来、半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(いわゆるステッパ)、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as semiconductor elements (integrated circuits, etc.), liquid crystal display elements, etc., step-and-repeat projection exposure apparatuses (so-called steppers), step-and- A scanning projection exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is used.
この種の露光装置で用いられる、露光対象となるウエハ又はガラスプレート等の基板は、次第に(例えばウエハの場合、10年おきに)大型化している。現在は、直径300mmの300mmウエハが主流となっているが、今や直径450mmの450mmウエハ時代の到来が間近に迫っている。 Substrates such as wafers or glass plates used in this type of exposure apparatus are gradually becoming larger (for example, every 10 years in the case of wafers). Currently, 300 mm wafers with a diameter of 300 mm are the mainstream, but now the era of 450 mm wafers with a diameter of 450 mm is approaching.
しかるに、ウエハのサイズに比例してその厚みが大きくなるわけではないので、450mmウエハは、300mmウエハに比較して、強度が格段弱い。従って、ウエハをウエハホルダ上に真空吸着する場合、ウエハホルダに、ウエハのロードに用いられるアーム等を収容するための切り欠きを形成したり、ウエハの受け渡しのための上下動部材(センターアップ又はセンターテーブルとも呼ばれる)を設けたりすることができないものと考えられる。前者の場合は勿論、後者の場合にもその上下動部材を出し入れするための開口をウエハホルダに形成する必要があるため、いずれの場合にも、450mmウエハを全面に渡って均一に吸着保持することは困難になるからである。従って、スループットの極端な低下を防止するための手法の1つとして、ウエハステージ上のウエハホルダの交換を行い、ウエハホルダをウエハステージから取り外した状態で、時間を掛けてウエハ交換を行うことが考えられる。 However, since the thickness does not increase in proportion to the size of the wafer, the 450 mm wafer is much weaker than the 300 mm wafer. Therefore, when the wafer is vacuum-sucked on the wafer holder, a notch for accommodating an arm or the like used for loading the wafer is formed in the wafer holder, or a vertically moving member (center up or center table) for transferring the wafer. It is thought that it is not possible to provide or In the case of the former as well as the case of the latter, it is necessary to form an opening in the wafer holder so that the vertical movement member can be taken in and out. Therefore, in any case, the 450 mm wafer should be uniformly sucked and held over the entire surface. Because it becomes difficult. Therefore, as one method for preventing an extreme decrease in throughput, it is conceivable to replace the wafer holder over the wafer stage and replace the wafer over time with the wafer holder removed from the wafer stage. .
一方、半導体素子は、次第に微細化しており、このため、露光装置には、高解像力も要請されている。解像力向上のための手段として、投影光学系の実質的な開口数を最大限に大きくするため、投影光学系と液体とを介してウエハを露光する液浸露光装置が種々提案されている(例えば特許文献1等参照)。特に、特許文献1等に開示される局所液浸装置の場合、ウエハとその周囲の撥液プレートとの隙間からウエハホルダ内に液体が侵入することがあり、その液体を除去する必要がある。従来、この残留液体は、撥液プレート又はウエハを真空吸着するバキューム機構の一部を用いて露光中にも行われていた(例えば、特許文献2参照)。
On the other hand, the semiconductor element is gradually miniaturized, and therefore, high resolution is required for the exposure apparatus. As means for improving the resolution, various immersion exposure apparatuses for exposing a wafer through the projection optical system and liquid have been proposed in order to maximize the substantial numerical aperture of the projection optical system (for example, (See Patent Document 1). In particular, in the case of the local liquid immersion device disclosed in
しかしながら、ウエハホルダをウエハステージから取り外すことを前提とする場合には、ウエハステージにウエハの真空吸引機構は設けられないと考えられるため、上記特許文献3と同様の手法により、残留液体を除去することが困難である。 However, when it is assumed that the wafer holder is to be removed from the wafer stage, it is considered that the wafer stage is not provided with a wafer vacuum suction mechanism. Therefore, the residual liquid is removed by the same method as in Patent Document 3 above. Is difficult.
本発明の第1の態様によれば、光学系と液体とを介して物体を露光し、該物体上にパターンを形成する露光装置であって、内部に空間部を有し、少なくとも互いに直交する第1軸及び第2軸を含む二次元平面に沿って移動可能な移動体と;前記物体を保持して少なくとも前記二次元平面に平行な面内で相対移動可能に前記移動体に支持され、前記二次元平面に実質的に平行な一面に計測面が設けられた保持部材と;前記移動体の空間部内に前記計測面に対向して配置され、該計測面に少なくとも1本の第1計測ビームを照射し、該第1計測ビームの前記計測面からの光を受光するヘッド部を有し、該ヘッド部の出力に基づいて前記保持部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測する計測系と;前記計測系で計測された前記位置情報に基づいて、前記保持部材を単独で若しくは前記移動体と一体で駆動する駆動系と;前記光学系と前記保持部材に保持された物体との間に液体を供給する液体供給系と;前記保持部材上の前記物体の交換動作の少なくとも一部と並行して、前記保持部材上に残留する液体を除去する除去装置と;を備える露光装置が、提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes an object through an optical system and a liquid and forms a pattern on the object, having an internal space and at least orthogonal to each other. A movable body that is movable along a two-dimensional plane including the first axis and the second axis; and is supported by the movable body so as to be relatively movable in a plane parallel to the two-dimensional plane while holding the object; A holding member provided with a measurement surface on one surface substantially parallel to the two-dimensional plane; and disposed in the space of the movable body so as to face the measurement surface, and at least one first measurement on the measurement surface A head unit that emits a beam and receives light from the measurement surface of the first measurement beam, and measures position information of at least the two-dimensional plane of the holding member based on an output of the head unit; A measuring system; and the position information measured by the measuring system. A drive system that drives the holding member alone or integrally with the moving body; a liquid supply system that supplies a liquid between the optical system and an object held by the holding member; and the holding member An exposure apparatus comprising: a removing device that removes the liquid remaining on the holding member in parallel with at least a part of the replacement operation of the object.
これによれば、除去装置により、保持部材上の物体の交換動作の少なくとも一部と並行して、保持部材(ウエハホルダ)上に残留する液体が除去される。従って、移動体(ウエハステージ)に物体(ウエハ)の真空吸引機構を設けることなく、保持部材(ウエハホルダ)上に残留する液体を除去することが可能になる。 According to this, the liquid remaining on the holding member (wafer holder) is removed by the removing device in parallel with at least a part of the replacement operation of the object on the holding member. Accordingly, it is possible to remove the liquid remaining on the holding member (wafer holder) without providing a vacuum suction mechanism for the object (wafer) on the moving body (wafer stage).
本発明の第2の態様によれば、物体を露光する露光方法であって、光学部材と液体とを介してエネルギビームを照射して、二次元平面に沿って移動する移動体上の保持部材に保持された前記物体を露光する工程と;前記保持部材上の前記物体の交換動作の少なくとも一部と並行して、前記保持部材上に残留する液体を除去する工程と;を含む露光方法が、提供される。 According to the second aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing an object, which is irradiated with an energy beam through an optical member and a liquid and moves along a two-dimensional plane. An exposure method comprising: exposing the object held on the holding member; removing the liquid remaining on the holding member in parallel with at least a part of the replacement operation of the object on the holding member. Provided.
これによれば、保持部材上の物体の交換動作の少なくとも一部と並行して、保持部材(ウエハホルダ)上に残留する液体が除去される。従って、移動体(ウエハステージ)に物体(ウエハ)の真空吸引機構を設けることなく、保持部材(ウエハホルダ)上に残留する液体を除去することが可能になる。 According to this, in parallel with at least a part of the replacement operation of the object on the holding member, the liquid remaining on the holding member (wafer holder) is removed. Accordingly, it is possible to remove the liquid remaining on the holding member (wafer holder) without providing a vacuum suction mechanism for the object (wafer) on the moving body (wafer stage).
本発明の第3の態様によれば、本発明の露光方法により、物体上にパターンを形成する工程と;前記パターンが形成された前記物体を現像する工程と;を含むデバイス製造方法が、提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: a step of forming a pattern on an object by the exposure method of the present invention; and a step of developing the object on which the pattern is formed. Is done.
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態を、図1〜図21に基づいて説明する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、第1の実施形態の露光装置100の概略的な構成が平面図にて示されている。露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では、投影光学系PLが設けられており、以下においては、この投影光学系PLの光軸AXと平行な方向をZ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をY軸方向、Z軸及びY軸に直交する方向をX軸方向とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転(傾斜)方向をそれぞれθx、θy、及びθz方向として説明を行う。
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an
露光装置100は、図1に示されるように、ウエハWに対する露光が行われる露光ステーション(露光処理部)200と、露光ステーション200の+Y側に所定距離離れて配置された計測ステーション(計測処理部)300と、計測ステーション300と露光ステーション200との間に配置されたセンターテーブル130と、2つのウエハステージWST1,WST2と、センターテーブル130の−X側に所定距離隔てて配置されたウエハ交換用テーブル150と、XY平面に平行な面内で移動可能でかつ上下動可能なロボットアーム140と、ウエハ交換アーム144と、を備えている。
As illustrated in FIG. 1, the
露光ステーション200は、図2に示されるように、ベース盤12上の−Y側端部近傍に配置され、計測ステーション300は、ベース盤12上の+Y側端部近傍に配置されている。また、センターテーブル130は、計測ステーション300と露光ステーション200との間の位置に設置され、その下端部がベース盤12の内部に配置されている。ウエハステージWST1,WST2は、ベース盤12上に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
ここで、ベース盤12は、床面上に防振機構(図示省略)によってほぼ水平に(XY平面に平行に)支持されている。ベース盤12は、平板状の部材から成り、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージWST1,WST2の移動の際のガイド面とされている。
Here, the
露光ステーション200は、照明系10、レチクルステージRST、投影ユニットPU及び局所液浸装置8等を備えている。
The
照明系10は、例えば米国特許出願公開第2003/0025890号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等(いずれも不図示)を有する照明光学系と、を含む。照明系10は、レチクルブラインド(マスキングシステムとも呼ばれる)で規定されたレチクルR上のスリット状の照明領域IARを、照明光(露光光)ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとして、一例として、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。
The
レチクルステージRST上には、そのパターン面(図2における下面)に回路パターンなどが形成されたレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系11(図2では不図示、図13参照)によって、XY平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向(図2における紙面内左右方向であるY軸方向)に所定の走査速度で駆動可能となっている。 On reticle stage RST, reticle R having a circuit pattern or the like formed on its pattern surface (lower surface in FIG. 2) is fixed, for example, by vacuum suction. The reticle stage RST can be finely driven in the XY plane by a reticle stage drive system 11 (not shown in FIG. 2, see FIG. 13) including, for example, a linear motor and the like, and in the scanning direction (left and right direction in FIG. 2). In the Y-axis direction) at a predetermined scanning speed.
レチクルステージRSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)13によって、レチクルステージRSTに固定された移動鏡15を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計13の計測値は、主制御装置20(図2では不図示、図13参照)に送られる。
Position information of the reticle stage RST in the XY plane (including rotation information in the θz direction) is transferred by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 13 via a
投影ユニットPUは、レチクルステージRSTの図2における下方に配置されている。投影ユニットPUは、不図示の支持部材によって水平に支持されたメインフレームBDによってその外周部に設けられたフランジ部FLGを介して支持されている。投影ユニットPUは、鏡筒40と、鏡筒40内に保持された複数の光学素子から成る投影光学系PLと、を含む。投影光学系PLとしては、例えば、両側テレセントリックで、所定の投影倍率(例えば1/4倍、1/5倍又は1/8倍など)を有する屈折光学系が用いられている。このため、照明系10からの照明光ILによってレチクルR上の照明領域IARが照明されると、投影光学系PLの第1面(物体面)とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学系PL(投影ユニットPU)を介してその照明領域IAR内のレチクルRの回路パターンの縮小像(回路パターンの一部の縮小像)が、投影光学系PLの第2面(像面)側に配置される、表面にレジスト(感応剤)が塗布されたウエハW上の前記照明領域IARに共役な領域(以下、露光領域とも呼ぶ)IAに形成される。そして、レチクルRを保持するレチクルステージRSTとウエハWを保持するウエハ微動ステージ(以下、微動ステージと略述する)との同期駆動によって、照明領域IAR(照明光IL)に対してレチクルRを走査方向(Y軸方向)に相対移動させるとともに、露光領域IA(照明光IL)に対してウエハWを走査方向(Y軸方向)に相対移動させることで、ウエハW上の1つのショット領域(区画領域)の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルRのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系10、及び投影光学系PLによってウエハW上にレチクルRのパターンが生成され、照明光ILによるウエハW上の感応層(レジスト層)の露光によってウエハW上にそのパターンが形成される。ここで、図1、図2からもわかるように、本実施形態では、微動ステージとして、全く同一の構成の2つの微動ステージWFS1、WFS2が用意されている。
Projection unit PU is arranged below reticle stage RST in FIG. The projection unit PU is supported by a main frame BD supported horizontally by a support member (not shown) via a flange portion FLG provided on the outer peripheral portion thereof. The projection unit PU includes a
局所液浸装置8は、液体供給装置5、液体回収装置6(いずれも図2では不図示、図13参照)、及びノズルユニット32等を含む。ノズルユニット32は、図2に示されるように、投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)の光学素子、ここではレンズ(以下、「先端レンズ」ともいう)191を保持する鏡筒40の下端部周囲を取り囲むように不図示の支持部材を介して、投影ユニットPU等を支持するメインフレームBDに吊り下げ支持されている。本実施形態では、主制御装置20が液体供給装置5(図13参照)を制御して、ノズルユニット32を介して先端レンズ191とウエハWとの間に液体を供給するとともに、液体回収装置6(図13参照)を制御して、ノズルユニット32を介して先端レンズ191とウエハWとの間から液体を回収する。このとき、主制御装置20は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置5と液体回収装置6を制御する。従って、先端レンズ191とウエハWとの間には、一定量の液体Lq(図2参照)が常に入れ替わって保持される。本実施形態では、上記の液体として、ArFエキシマレーザ光(波長193nmの光)が透過する純水を用いるものとする。
The local
この他、露光ステーション200には、メインフレームBDから支持部材72Aを介してほぼ片持ち状態で支持された(一端部近傍が支持された)計測アーム71Aを含む微動ステージ位置計測系70Aが設けられている。ただし、微動ステージ位置計測系70Aについては、説明の便宜上、後述する微動ステージについての説明の後に、説明する。
In addition, the
計測ステーション300は、メインフレームBDに吊り下げ状態で固定されたアライメント装置99と、メインフレームBDから支持部材72Bを介して片持ち状態で支持された(一端部近傍が支持された)計測アーム71Bを含む微動ステージ位置計測系70Bと、を備えている。微動ステージ位置計測系70Bは、前述の微動ステージ位置計測系70Aとは、向きが反対であるが同様に構成されている。
The
アライメント装置99は、図1に示される5つのアライメント系AL1、AL21〜AL24を含む。詳述すると、図1に示されるように、投影ユニットPUの中心(投影光学系PLの光軸AX、本実施形態では前述の露光領域IAの中心とも一致)を通りかつY軸と平行な直線(以下、基準軸と呼ぶ)LV上で、光軸AXから+Y側に所定距離隔てた位置に、検出中心が位置する状態でプライマリアライメント系AL1が配置されている。プライマリアライメント系AL1を挟んで、X軸方向の一側と他側には、基準軸LVに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系AL21,AL22と、AL23,AL24とがそれぞれ設けられている。すなわち、5つのアライメント系AL1,AL21〜AL24はその検出中心がX軸方向に沿って配置されている。セカンダリアライメント系AL21,AL22,AL23,AL24は、XY平面内で移動可能な保持装置(スライダ)に保持されている。アライメント系AL1、AL21〜AL24のそれぞれとしては、画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系が用いられている。アライメント系AL1、AL21〜AL24からの撮像信号は、主制御装置20に供給されるようになっている(図13参照)。なお、図2では、5つのアライメント系AL1,AL21〜AL24及びこれらを保持する保持装置(スライダ)を含んでアライメント装置99として示されている。なお、アライメント装置99の詳細構成は、例えば国際公開第2008/056735号に開示されている。
The
センターテーブル130は、図1に示されるように、計測ステーション300と前記露光ステーション200との間の位置であって、前述の基準軸LV上にその中心がほぼ一致して配置されている。センターテーブル130は、図3に示されるように、ベース盤12の内部に配置された駆動装置132と、該駆動装置132によって上下に駆動される軸134と、軸134の上端に固定された平面視X字形のテーブル本体136とを備えている。センターテーブル130の駆動装置132は、主制御装置20によって制御される(図13参照)。
As shown in FIG. 1, the center table 130 is located between the
ウエハステージWST1は、図2及び図5(A)等からわかるように、その底面に設けられた複数の非接触軸受、例えばエアベアリング94によりベース盤12の上に浮上支持され、粗動ステージ駆動系51A(図13参照)により、XY二次元方向に駆動されるウエハ粗動ステージ(以下、粗動ステージと略述する)WCS1と、粗動ステージWCS1に非接触状態で支持され、粗動ステージWCS1に対して相対移動可能な微動ステージWFS1とを有している。微動ステージWFS1は、微動ステージ駆動系52A(図13参照)によって粗動ステージWCS1に対して6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)に駆動される。
As can be seen from FIGS. 2 and 5A and the like, wafer stage WST1 is levitated and supported on
ウエハステージWST1(粗動ステージWCS1)のXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報も含む)は、ウエハステージ位置計測系16Aによって計測される。また、露光ステーション200にある粗動ステージWCS1に支持された微動ステージWFS1(又は微動ステージWFS2)の6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)の位置情報は微動ステージ位置計測系70Aによって計測される。ウエハステージ位置計測系16A及び微動ステージ位置計測系70Aの計測結果は、粗動ステージWCS1、微動ステージWFS1(又はWFS2)の位置制御のため、主制御装置20(図13参照)に供給される。
Position information (including rotation information in the θz direction) in the XY plane of wafer stage WST1 (coarse movement stage WCS1) is measured by wafer stage
ウエハステージWST2は、ウエハステージWST1と同様、その底面に設けられた複数の非接触軸受(例えばエアベアリング(図示省略))によりベース盤12の上に浮上支持され、粗動ステージ駆動系51B(図13参照)により、XY二次元方向に駆動される粗動ステージWCS2と、粗動ステージWCS2に非接触状態で支持され、粗動ステージWCS2に対して相対移動可能な微動ステージWFS2とを有している。微動ステージWFS2は、微動ステージ駆動系52B(図13参照)によって粗動ステージWCS2に対して6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)に駆動される。
Similar to wafer stage WST1, wafer stage WST2 is levitated and supported on
ウエハステージWST2(粗動ステージWCS2)のXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報も含む)は、ウエハステージ位置計測系16Bによって計測される。また、計測ステーション300にある粗動ステージWCS2に支持された微動ステージWFS2(又はWFS1)の6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)の位置情報は微動ステージ位置計測系70Bによって計測される。ウエハステージ位置計測系16B及び微動ステージ位置計測系70Bの計測結果は、粗動ステージWCS2、微動ステージWFS2(又はWFS1)の位置制御のため、主制御装置20(図13参照)に供給される。
Position information (including rotation information in the θz direction) of wafer stage WST2 (coarse movement stage WCS2) in the XY plane is measured by wafer stage
粗動ステージWCS1に微動ステージWFS1(又はWFS2)が支持されたとき、その微動ステージWFS1(又はWFS2)と粗動ステージWCS1とのX、Y、θzの3自由度方向に関する相対位置情報は、粗動ステージWCS1と微動ステージWFS1(又はWFS2)との間に設けられた相対位置計測器22A(図13参照)によって計測可能である。 When fine movement stage WFS1 (or WFS2) is supported by coarse movement stage WCS1, the relative position information regarding the three degrees of freedom of X, Y, and θz between fine movement stage WFS1 (or WFS2) and coarse movement stage WCS1 is as follows. It can be measured by a relative position measuring device 22A (see FIG. 13) provided between the moving stage WCS1 and the fine moving stage WFS1 (or WFS2).
同様に、粗動ステージWCS2に微動ステージWFS2(又はWFS1)が支持されたとき、その微動ステージWFS2(又はWFS1)と粗動ステージWCS2とのX、Y、θzの3自由度方向に関する相対位置情報は、粗動ステージWCS2と微動ステージWFS2(又はWFS1)との間に設けられた相対位置計測器22B(図13参照)によって計測可能である。 Similarly, when fine movement stage WFS2 (or WFS1) is supported on coarse movement stage WCS2, relative position information regarding the three degrees of freedom of X, Y, and θz between fine movement stage WFS2 (or WFS1) and coarse movement stage WCS2 Can be measured by a relative position measuring device 22B (see FIG. 13) provided between the coarse movement stage WCS2 and the fine movement stage WFS2 (or WFS1).
相対位置計測器22A,22Bとしては、例えば微動ステージWFS1,WFS2に設けられたグレーティングを計測対象とする、粗動ステージWCS1、WCS2に、それぞれ設けられた少なくとも2つのヘッドを含み、該ヘッドの出力に基づいて、微動ステージWFS1,WFS2のX軸方向、Y軸方向及びθz方向の位置を計測するエンコーダなどを用いることができる。相対位置計測器22A,22Bの計測結果は、主制御装置20(図13参照)に供給される。 The relative position measuring devices 22A and 22B include, for example, at least two heads provided on coarse movement stages WCS1 and WCS2, each of which has a measurement target on a grating provided on fine movement stages WFS1 and WFS2, and outputs from the heads. Based on the above, it is possible to use an encoder or the like that measures the positions of fine movement stages WFS1, WFS2 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz direction. The measurement results of the relative position measuring devices 22A and 22B are supplied to the main controller 20 (see FIG. 13).
上記各種計測系を含み、ステージ系の構成各部の構成等については、後に詳述する。 The configuration of each part of the stage system including the various measurement systems will be described in detail later.
さらに、本実施形態の露光装置100では、図4に示されるように、投影ユニットPUの近傍に、可動ブレードBLが設けられている。可動ブレードBLは、ブレード駆動系58(図4では不図示、図13参照)によって、Z軸方向及びY軸方向に駆動可能である。可動ブレードBLは、+Y側の上端部に他の部分より突出した突出部が形成された板状の部材から成る。
Further, in the
本実施形態において、可動ブレードBLの上面は、液体Lqに対して撥液性である。本実施形態において、可動ブレードBLは、例えばステンレス等の金属製の基材と、その基材の表面に形成された撥液性材料の膜とを含む。撥液性材料は、例えばPFA(Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer)、PTFE(Poly tetra fluoro ethylene)、テフロン(登録商標)等を含む。なお、膜を形成する材料が、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂でも良い。また、可動ブレードBL全体が、PFA、PTFE、テフロン(登録商標)、アクリル系樹脂、及びシリコン系樹脂の少なくとも一つで形成されても良い。本実施形態において、液体Lqに対する可動ブレードBLの上面の接触角は、例えば90度以上である。 In the present embodiment, the upper surface of the movable blade BL is liquid repellent with respect to the liquid Lq. In the present embodiment, the movable blade BL includes a metal base material such as stainless steel and a liquid repellent material film formed on the surface of the base material. Examples of the liquid repellent material include PFA (Tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether copolymer), PTFE (Polytetrafluoroethylene), and Teflon (registered trademark). The material for forming the film may be an acrylic resin or a silicon resin. The entire movable blade BL may be formed of at least one of PFA, PTFE, Teflon (registered trademark), acrylic resin, and silicon resin. In the present embodiment, the contact angle of the upper surface of the movable blade BL with respect to the liquid Lq is, for example, 90 degrees or more.
可動ブレードBLは、粗動ステージWCS1に支持されている微動ステージWFS1(又はWFS2)に−Y側から係合可能であり、その係合状態で微動ステージWFS1(又はWFS2)の上面とともに、見かけ上一体のフルフラットな面を形成する。可動ブレードBLは、主制御装置20により、ブレード駆動系58を介して駆動され、微動ステージWFS1(又はWFS2)との間で液浸空間(液体Lq)の受け渡しを行う。
The movable blade BL can be engaged with the fine movement stage WFS1 (or WFS2) supported by the coarse movement stage WCS1 from the −Y side, and apparently together with the upper surface of the fine movement stage WFS1 (or WFS2) in the engaged state. An integral full flat surface is formed. The movable blade BL is driven by the
この他、本実施形態の露光装置100では、レチクルステージRSTの上方には、例えば米国特許第5,646,413号明細書などに詳細に開示されるように、CCD等の撮像素子を有し、露光波長の光(本実施形態では照明光IL)をアライメント用照明光とする画像処理方式の一対のレチクルアライメント系RA1,RA2(図2においてはレチクルアライメント系RA2は、レチクルアライメント系RA1の紙面奥側に隠れている。)が配置されている。一対のレチクルアライメント系RA1,RA2は、投影光学系PLの直下に微動ステージWFS1(又はWFS2)上の後述する計測プレートが位置する状態で、主制御装置20により、レチクルRに形成された一対のレチクルアライメントマーク(図示省略)の投影像と対応する計測プレート上の一対の第1基準マークとを投影光学系PLを介して検出することで、投影光学系PLによるレチクルRのパターンの投影領域の中心と計測プレート上の基準位置、すなわち一対の第1基準マークの中心との位置関係を検出するために用いられる。レチクルアライメント系RA1,RA2の検出信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置20に供給される(図13参照)。
In addition, the
図1に戻り、ウエハ交換用テーブル150は、前述のセンターテーブル130と同様にして構成されているが、ウエハ交換用テーブル150では、テーブル本体は、必ずしも上下動しなくても良い。ウエハ交換用テーブル150には、真空吸引装置500A及び気体供給装置500Bが併設されている。これらの装置の役割については、後述する。
Returning to FIG. 1, the wafer exchange table 150 is configured in the same manner as the center table 130 described above. However, in the wafer exchange table 150, the table body does not necessarily move up and down. The wafer exchange table 150 is provided with a
本実施形態では、微動ステージがウエハ交換用テーブル150上に載置され、その微動ステージ上の露光済みのウエハWアンロードが行われるとともに、その微動ステージ上に露光前のウエハWのロードが行われる。すなわちウエハ交換用テーブル150上にローディング/アンローディングポジション(ULP/LP)が設定されている。ただし、ローディングポジションとアンローディングポジションとを別々に設けても良い。 In the present embodiment, the fine movement stage is placed on the wafer exchange table 150, the exposed wafer W is unloaded on the fine movement stage, and the wafer W before exposure is loaded on the fine movement stage. Is called. That is, loading / unloading positions (ULP / LP) are set on the wafer exchange table 150. However, the loading position and the unloading position may be provided separately.
ロボットアーム140は、微動ステージを、2つのテーブル130,150相互間で搬送する。ロボットアーム140は、主制御装置20によって制御される(図13参照)。
The
ウエハ交換アーム144は、先端部に円盤状のベルヌーイ・チャック(又はフロートチャックとも呼ばれる)108を有する、例えば多関節ロボットのアームから成る。
The
ベルヌーイ・チャックは、周知の如く、ベルヌーイ効果を利用し、吹き出される流体(例えば空気)の流速を局所的に大きくし、対象物を非接触で固定(吸着)するチャックである。ここで、ベルヌーイ効果とは、流体の圧力は流速が増すにつれ減少するというベルヌーイの定理(原理)が、流体機械などに及ぼす効果を言う。ベルヌーイ・チャックでは、吸着(固定)対象物の重さ、及びチャックから吹き出される流体の流速で保持状態(吸着/浮遊状態)が決まる。すなわち、対象物の大きさが既知の場合、チャックから吹き出される流体の流速に応じて、保持の際のチャックと保持対象物との隙間の寸法が定まる。本実施形態では、ベルヌーイ・チャック108は、ウエハWの吸着(固定ないし保持)に用いられる。
As is well known, the Bernoulli chuck is a chuck that uses the Bernoulli effect to locally increase the flow velocity of the fluid (for example, air) to be blown out and fix (suction) an object in a non-contact manner. Here, the Bernoulli effect refers to the effect that the Bernoulli theorem (principle) that the fluid pressure decreases as the flow velocity increases exerts on the fluid machine or the like. In the Bernoulli chuck, the holding state (adsorption / floating state) is determined by the weight of the object to be adsorbed (fixed) and the flow velocity of the fluid blown from the chuck. That is, when the size of the object is known, the dimension of the gap between the chuck and the object to be held is determined according to the flow rate of the fluid blown from the chuck. In the present embodiment, the
ウエハ交換アーム144は、ベルヌーイ・チャック108を含み、主制御装置20によって制御される(図13参照)。
The
ここで、ステージ系の各部の構成等について詳述する。まず、ウエハステージWST1,WST2について説明する。本実施形態では、ウエハステージWST1とウエハステージWST2とは、その駆動系、位置計測系などを含み、全く同様に構成されている。従って、以下では、代表的にウエハステージWST1を取り上げて説明する。 Here, the configuration of each part of the stage system will be described in detail. First, wafer stages WST1 and WST2 will be described. In the present embodiment, wafer stage WST1 and wafer stage WST2 are configured in exactly the same way, including their drive system, position measurement system, and the like. Therefore, the following description will be made taking the wafer stage WST1 as a representative.
粗動ステージWCS1は、図5(A)及び図5(B)に示されるように、平面視で(+Z方向から見て)X軸方向を長手方向とする長方形板状の粗動スライダ部91と、粗動スライダ部91の長手方向の一端部と他端部の上面にそれぞれ固定された一対の側壁部92a,92bと、側壁部92a,92bそれぞれの上面に固定された一対の固定子部93a、93bと、を備えている。粗動ステージWCS1は、全体として、上面のX軸方向中央部及びY軸方向の両側面が開口した高さの低い箱形の形状を有している。すなわち、粗動ステージWCS1には、その内部にY軸方向に貫通した空間部が形成されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, coarse movement stage WCS1 has a rectangular plate-like coarse
粗動ステージWCS1は、図6(A)に示されるように、粗動スライダ部91の長手方向(X軸方向)の中央のY軸方向の一側(+Y側)端部に前述の駆動軸134の直径より大きな幅のU字状の切り欠き95が形成されている。また、粗動ステージWCS1は、図6(B)に示されるように、長手方向の中央の分離線を境として、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとの2つの部分に分離可能に構成されている(図7参照)。従って、粗動スライダ部91は、第1部分WCS1aの一部を構成する第1スライダ部91aと、第2部分WCS1bの一部を構成する第2スライダ部91bとから構成されている。
As shown in FIG. 6A, the coarse movement stage WCS1 has the above-described drive shaft at one end (+ Y side) end in the Y-axis direction at the center in the longitudinal direction (X-axis direction) of the coarse
ベース盤12の内部には、図2に示されるように、XY二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイル14を含む、コイルユニットが収容されている。
As shown in FIG. 2, the
コイルユニットに対応して、粗動ステージWCS1の底面、すなわち第1スライダ部91a、第2スライダ部91bの底面には、図5(A)に示されるように、マトリックス状に配置された複数の永久磁石18から成る磁石ユニットが固定されている。磁石ユニットは、ベース盤12のコイルユニットと共に、例えば米国特許第5,196,745号明細書などに開示されるローレンツ電磁力駆動方式の平面モータから成る粗動ステージ駆動系51Aa、51Ab(図13参照)を、それぞれ構成している。コイルユニットを構成する各コイル14に供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置20によって制御される(図13参照)。
Corresponding to the coil unit, on the bottom surface of coarse movement stage WCS1, that is, on the bottom surface of
第1、第2スライダ部91a、91bそれぞれの底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング94が固定されている。粗動ステージWCS1の第1部分WCS1a及び第2部分WCS1bは、それぞれエアベアリング94によって、ベース盤12上に所定のクリアランス、例えば数μm程度のクリアランスを介して浮上支持され、粗動ステージ駆動系51Aa、51Abによって、X軸方向、Y軸方向及びθz方向に駆動される。
A plurality of
通常は、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとは、一体化して不図示のロック機構を介してロックされている。すなわち、通常は、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとは、一体的に動作する。そこで、以下では、第1部分WCS1aと第2部分WCS1bが一体化して成る粗動ステージWCS1を駆動する平面モータから成る駆動系を、粗動ステージ駆動系51Aと呼ぶ(図13参照)。
Normally, the first part WCS1a and the second part WCS1b are integrated and locked via a lock mechanism (not shown). That is, normally, the first part WCS1a and the second part WCS1b operate integrally. Therefore, hereinafter, a drive system including a planar motor that drives coarse movement stage WCS1 formed by integrating first part WCS1a and second part WCS1b is referred to as coarse movement
なお、粗動ステージ駆動系51Aとしては、ローレンツ電磁力駆動方式の平面モータに限らず、例えば可変磁気抵抗駆動方式の平面モータを用いることもできる。この他、粗動ステージ駆動系51Aを、磁気浮上型の平面モータによって構成しても良い。この場合、粗動スライダ部91の底面にエアベアリングを設けなくても良くなる。
The coarse
一対の固定子部93a、93bそれぞれは、図5(A)及び図5(B)に示されるように、外形が板状の部材から成り、その内部に微動ステージWFS1(又はWFS2)を駆動するための複数のコイルから成るコイルユニットCUa、CUbが収容されている。ここで、微動ステージWFS1、WFS2は、全く同様に構成され、同様にして、粗動ステージWCS1に非接触で支持され、駆動されるが、以下では、微動ステージWFS1を代表的に取り上げて説明する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, each of the pair of
固定子部93aは、+X側の端部が側壁部92a上面に固定され、固定子部93bは、−X側の端部が側壁部92b上面に固定されている。
The end portion on the + X side of the
微動ステージWFS1は、図5(A)及び図5(B)に示されるように、平面視でX軸方向を長手方向とする八角形板状の部材から成る本体部81と、本体部81の長手方向の一端部と他端部にそれぞれ固定された一対の可動子部82a、82bと、を備えている。
As shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), fine movement stage WFS1 includes a
本体部81は、その内部を後述するエンコーダシステムの計測ビーム(レーザ光)が進行可能とする必要があることから、光が透過可能な透明な素材で形成されている。また、本体部81は、その内部におけるレーザ光に対する空気揺らぎの影響を低減するため、中実に形成されている(内部に空間を有しない)。なお、透明な素材は、低熱膨張率であることが好ましく、本実施形態では一例として合成石英(ガラス)などが用いられる。なお、本体部81は、その全体が透明な素材で構成されていても良いが、エンコーダシステムの計測ビームが透過する部分のみが透明な素材で構成されていても良く、この計測ビームが透過する部分のみが中実に形成されていても良い。
The
微動ステージWFS1の本体部81の上面中央には、ウエハWを真空吸着等によって保持するウエハホルダWH(図12(A)等参照)が設けられている。なお、ウエハホルダは、微動ステージWFS1と一体に形成されていても良いし、本体部81に対して、例えば静電チャック機構あるいはクランプ機構等を介して、又は接着等により固定されていても良い。
A wafer holder WH (see FIG. 12A, etc.) for holding the wafer W by vacuum suction or the like is provided at the center of the upper surface of the
さらに、本体部81の上面には、ウエハホルダ(ウエハWの載置領域)の外側に、図5(A)及び図5(B)に示されるように、ウエハW(ウエハホルダ)よりも一回り大きな円形の開口が中央に形成され、かつ本体部81に対応する八角形状の外形(輪郭)を有するプレート(撥液板)83が取り付けられている。プレート83の表面は、液体Lqに対して撥液化処理されている(撥液面が形成されている)。プレート83は、その表面の全部(あるいは一部)がウエハWの表面と同一面となるように本体部81の上面に固定されている。また、プレート83の−Y側端部には、図5(B)に示されるように、その表面がプレート83の表面と、すなわちウエハWの表面とほぼ同一面となる状態でX軸方向に細長い長方形の計測プレート86が設置されている。計測プレート86の表面には、前述した一対の第1基準マークと、プライマリアライメント系AL1により検出される第2基準マークとが少なくとも形成されている(第1及び第2基準マークはいずれも図示省略)。
Further, on the upper surface of the
図5(A)に示されるように、本体部81の上面のウエハWよりも一回り大きい領域には、2次元グレーティング(以下、単にグレーティングと呼ぶ)RGが水平(ウエハW表面と平行)に配置されている。グレーティングRGは、X軸方向を周期方向とする反射型回折格子(X回折格子)と、Y軸方向を周期方向とする反射型回折格子(Y回折格子)と、を含む。なお、グレーティングRGに用いられる回折格子の種類は、機械的に溝等が形成されたもののみならず、例えば、感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものであっても良い。
As shown in FIG. 5A, a two-dimensional grating (hereinafter simply referred to as a grating) RG is horizontal (parallel to the surface of the wafer W) in a region slightly larger than the wafer W on the upper surface of the
グレーティングRGの上面は、保護部材、例えばカバーガラス84によって覆われている。本実施形態では、カバーガラス84の上面に、ウエハホルダを吸着保持する前述の静電チャック機構が設けられている。なお、本実施形態では、カバーガラス84は、本体部81の上面のほぼ全面を覆うように設けられているが、グレーティングRGを含む本体部81の上面の一部のみを覆うように設けても良い。また、保護部材(カバーガラス84)は、本体部81と同一の素材によって形成しても良いが、これに限らず、保護部材を、例えば金属、セラミックスで形成しても良いし、あるいは薄膜などで構成しても良い。
The upper surface of the grating RG is covered with a protective member, for example, a
本体部81は、図5(A)からもわかるように、長手方向の両端部の下端部に外側に突出した張り出し部が形成された全体として八角形板状部材から成り、その底面の、グレーティングRGに対向する部分に凹部が形成されている。本体部81は、グレーティングRGが配置された中央の領域は、その厚さが実質的に均一な板状に形成されている。
As can be seen from FIG. 5 (A), the
本体部81の+X側、−X側の張り出し部それぞれの上面には、断面凸形状のスペーサ85a、85bが、それぞれの凸部89a、89bを、外側に向けてY軸方向に延設されている。
On the upper surface of each of the + X side and −X side projecting portions of the
可動子部82aは、図5(A)及び図5(B)に示されるように、Y軸方向寸法(長さ)及びX軸方向寸法(幅)が、共に固定子部93aよりも短い(半分程度の)2枚の平面視矩形状の板状部材82a1、82a2を含む。板状部材82a1、82a2は、本体部81の+X側の端部に対し、前述したスペーサ85aの凸部89aを介して、Z軸方向(上下)に所定の距離だけ離間した状態でともにXY平面に平行に固定されている。この場合、板状部材82a2は、スペーサ85aと本体部81の+X側の張り出し部とによって、その−X側端部が挟持されている。2枚の板状部材82a1、82a2の間には、粗動ステージWCS1の固定子部93aの−X側の端部が非接触で挿入されている。板状部材82a1、82a2の内部には、後述する磁石ユニットMUa1、MUa2が、収容されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
可動子部82bは、スペーサ85bにZ軸方向(上下)に所定の間隔が維持された2枚の板状部材82b1、82b2を含み、可動子部82aと左右対称ではあるが同様に構成されている。2枚の板状部材82b1、82b2の間には、粗動ステージWCS1の固定子部93bの+X側の端部が非接触で挿入されている。板状部材82b1、82b2の内部には、磁石ユニットMUa1、MUa2と同様に構成された磁石ユニットMUb1、MUb2が、収容されている。
The
ここで、前述したように、粗動ステージWCS1は、Y軸方向に両側面が開口しているので、微動ステージWFS1を粗動ステージWCS1に装着する際には、板状部材82a1、82a2、及び82b1、82b2間に固定子部93a、93bがそれぞれ位置するように、微動ステージWFS1のZ軸方向の位置決めを行い、この後に微動ステージWFS1をY軸方向に移動(スライド)させれば良い。
Here, as described above, since both sides of coarse movement stage WCS1 are open in the Y-axis direction, when attaching fine movement stage WFS1 to coarse movement stage WCS1, plate-
微動ステージ駆動系52Aは、前述した可動子部82aが有する一対の磁石ユニットMUa1、MUa2と、固定子部93aが有するコイルユニットCUaと、前述した可動子部82bが有する一対の磁石ユニットMUb1、MUb2と、固定子部93bが有するコイルユニットCUbと、を含む。
The fine movement
これをさらに詳述する。図8からわかるように、固定子部93aの内部には、複数の平面視長方形状のYZコイル55,57が、Y軸方向に等間隔でそれぞれ配置された2列のコイル列と、Y軸方向を長手方向とする細長い平面視長方形状の一つのXコイル56とが、X軸方向に関して等間隔で配置され、これらのコイル55,57及び56を含んでコイルユニットCUaが構成されている。
This will be described in further detail. As can be seen from FIG. 8, in the
微動ステージWFS1の可動子部82aの一部を構成する板状部材82a1、82a2の内部には、図8を参照するとわかるように、上記の各コイルの配列に対応する配置で、複数の永久磁石65a、67aがY軸方向に等間隔で配置された2列の磁石列と、Y軸方向を長手方向とする一対(2つ)の永久磁石66a1、66a2とが、配置されている。
Inside the plate-
各磁石列を構成する複数の永久磁石65a、67aは、交互に極性が逆極性となるような配置で配列されている。また、一対の永久磁石66a1、66a2は、互いに逆極性となるように配置されている。2列の磁石列及び一対の永久磁石によって、磁石ユニットMUa1、MUa2が構成されている。
The plurality of
なお、他方の固定子部93b及び可動子部82bの内部には、上述した固定子部93a及び可動子部82a内のコイルユニットCUa及び磁石ユニットMUa1,MUa2と同様の配置で、コイル、永久磁石が配置され、これらによってコイルユニットCUb及び磁石ユニットMUb1,MUb2が、それぞれ構成されている。
The
本実施形態では、上述のような各コイルと永久磁石との配置が採用されているので、主制御装置20は、Y軸方向に配列された複数のYZコイルに対して、1つおきに電流を供給することによって、微動ステージWFS1をY軸方向に駆動することができる。また、これと併せて、主制御装置20は、YZコイルのうち、微動ステージWFS1のY軸方向への駆動に使用していないコイルに電流を供給することによって、Y軸方向への駆動力とは別に、Z軸方向への駆動力を発生させ、微動ステージWFS1を粗動ステージWCS1から浮上させることができる。そして、主制御装置20は、微動ステージWFS1のY軸方向の位置に応じて、電流供給対象のコイルを順次切り替えることによって、微動ステージWFS1の粗動ステージWCS1に対する浮上状態、すなわち非接触状態を維持しつつ、微動ステージWFS1をY軸方向に駆動する。また、主制御装置20は、微動ステージWFS1を粗動ステージWCS1から浮上させた状態で、Y軸方向に駆動するとともに、これと独立にX軸方向にも駆動可能である。
In the present embodiment, since the arrangement of the coils and permanent magnets as described above is adopted, the
以上の説明からわかるように、本実施形態では、微動ステージ駆動系52Aにより、微動ステージWFS1を、粗動ステージWCS1に対して非接触状態で浮上支持するとともに、粗動ステージWCS1に対して、非接触でX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向に駆動することができる。また、主制御装置20が、可動子部82aと可動子部82bとに、互いに異なる大きさのY軸方向の駆動力(推力)を作用させることによって(図9(A)の黒塗り矢印参照)、微動ステージWFS1をZ軸回りに回転(θz回転)させることができる(図9(A)の白抜き矢印参照)。また、主制御装置20が、可動子部82aと可動子部82bとに、互いに異なる浮上力(図9(B)の黒塗り矢印参照)を作用させることによって、微動ステージWFS1をY軸回りに回転(θy駆動)させること(図9(B)の白抜き矢印参照)ができる。さらに、主制御装置20が、例えば図9(C)に示されるように、微動ステージWFS1の可動子部82a、82bそれぞれにおいて、Y軸方向の+側と−側とに、互いに異なる浮上力(図9(C)の黒塗り矢印参照)を作用させることによって、微動ステージWFS1をX軸回りに回転(θx駆動)させること(図9(C)の白抜き矢印参照)ができる。
As can be seen from the above description, in the present embodiment, fine movement stage WFS1 is levitated and supported in a non-contact state with coarse movement stage WCS1 by fine movement
また、本実施形態では、主制御装置20は、微動ステージWFS1に浮上力を作用させる際、固定子部93a内に配置された2列のYZコイルに互いに反対方向の電流を供給することによって、例えば図10に示されるように、可動子部82aに対して、浮上力(図10の黒塗り矢印参照)と同時にY軸回りの回転力(図10の白抜き矢印参照)を作用させることができる。同様に、主制御装置20は、微動ステージWFS1に浮上力を作用させる際、固定子部93b内に配置された2列のYZコイルに互いに反対方向の電流を供給することによって、可動子部82aに対して、浮上力と同時にY軸回りの回転力を作用させることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、主制御装置20は、一対の可動子部82a、82bそれぞれに、互いに反対の方向のY軸回りの回転力(θy方向の力)を作用させることによって、微動ステージWFS1の中央部を+Z方向又は−Z方向に撓ませることができる(図10のハッチング付き矢印参照)。従って、図10に示されるように、微動ステージWFS1のX軸方向に関する中央部を+Z方向に(凸状に)撓ませることによって、ウエハW及び本体部81の自重に起因する微動ステージWFS1(本体部81)のX軸方向の中間部分の撓みを打ち消して、ウエハW表面のXY平面(水平面)に対する平行度を確保できる。これにより、ウエハWが大径化して微動ステージWFS1が大型化した時などに、特に効果を発揮する。なお、図10には、微動ステージWFS1を+Z方向に(凸形状に)撓ませる例が示されているが、コイルに対する電流の向きを制御することによって、これとは反対の方向に(凹形状に)微動ステージWFS1の撓ませることも可能である。
Further,
本実施形態の露光装置100では、ウエハWに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時には、微動ステージWFS1のXY平面内の位置情報(θz方向の位置情報を含む)は、主制御装置20により、後述する微動ステージ位置計測系70Aのエンコーダシステム73(図13参照)を用いて計測される。微動ステージWFS1の位置情報は、主制御装置20に送られ、主制御装置20は、この位置情報に基づいて微動ステージWFS1の位置を制御する。
In
これに対し、ウエハステージWST1(微動ステージWFS1)が微動ステージ位置計測系70Aの計測領域外に位置する際には、ウエハステージWST1(及び微動ステージWFS1)の位置情報は、主制御装置20により、ウエハステージ位置計測系16A(図2及び図13参照)を用いて計測される。ウエハステージ位置計測系16Aは、図2に示されるように、粗動ステージWCS1側面の反射面に測長ビームを照射してウエハステージWST1のXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)を計測するレーザ干渉計を含んでいる。なお、ウエハステージWST1のXY平面内での位置情報は、上述のウエハステージ位置計測系16Aに代えて、その他の計測装置、例えばエンコーダシステムによって計測しても良い。この場合、例えばベース盤12の上面に二次元スケールを配置し、粗動ステージWCS1の底面にエンコーダヘッドを設けることができる。
In contrast, when wafer stage WST1 (fine movement stage WFS1) is positioned outside the measurement area of fine movement stage
前述の如く、微動ステージWFS2は、上述した微動ステージWFS1と全く同様に構成されており、微動ステージWFS1に代えて、粗動ステージWCS1に非接触で支持させることができる。この場合、粗動ステージWCS1と、粗動ステージWCS1によって支持された微動ステージWFS2とによって、ウエハステージWST1が構成され、微動ステージWFS2が備える一対の可動子部(各一対の磁石ユニットMUa1、MUa2及びMUb1、MUb2)と粗動ステージWCS1の一対の固定子部93a、93b(コイルユニットCUa、CUb)とによって、微動ステージ駆動系52Aが構成される。そして、この微動ステージ駆動系52Aによって、微動ステージWFS2が、粗動ステージWCS1に対して、非接触で6自由度方向に駆動される。
As described above, fine movement stage WFS2 is configured in the same manner as fine movement stage WFS1 described above, and can be supported in a non-contact manner on coarse movement stage WCS1 instead of fine movement stage WFS1. In this case, wafer stage WST1 is constituted by coarse movement stage WCS1 and fine movement stage WFS2 supported by coarse movement stage WCS1, and a pair of mover portions (each pair of magnet units MUa 1 and MUa) provided in fine movement stage WFS2 are provided. 2 and MUb 1 , MUb 2 ) and a pair of
また、微動ステージWFS2、WFS1は、それぞれ粗動ステージWCS2に非接触で支持させることができ、粗動ステージWCS2と、粗動ステージWCS2によって支持された微動ステージWFS2、WFS1とによってウエハステージWST2が構成される。この場合、微動ステージWFS2、WFS1が備える一対の可動子部(各一対の磁石ユニットMUa1、MUa2及びMUb1、MUb2)と粗動ステージWCS2の一対の固定子部93a、93b(コイルユニットCUa、CUb)とによって、微動ステージ駆動系52B(図13参照)が構成される。そして、この微動ステージ駆動系52Bによって、微動ステージWFS2又はWFS1が、粗動ステージWCS2に対して、非接触で6自由度方向に駆動される。
Fine movement stages WFS2 and WFS1 can be supported by coarse movement stage WCS2 in a non-contact manner, respectively, and wafer stage WST2 is configured by coarse movement stage WCS2 and fine movement stages WFS2 and WFS1 supported by coarse movement stage WCS2. Is done. In this case, a pair of mover parts (each pair of magnet units MUa 1 , MUa 2 and MUb 1 , MUb 2 ) provided in fine movement stages WFS2 and WFS1 and a pair of
なお、粗動ステージWCS2は、粗動ステージWCS1とは反対向き、すなわち粗動スライダ部91の切り欠き95がY軸方向の他側(−Y側)に向かって開口する向きで、ベース盤12上に配置されている。
The coarse movement stage WCS2 is in the opposite direction to the coarse movement stage WCS1, that is, in the direction in which the
次に、露光ステーション200にある粗動ステージWCS1に移動可能に保持される(ウエハステージWST1を構成する)微動ステージWFS1又はWFS2の位置情報の計測に用いられる微動ステージ位置計測系70A(図13参照)の構成について説明する。ここでは、微動ステージ位置計測系70Aが微動ステージWFS1の位置情報を計測する場合について説明する。
Next, fine movement stage
微動ステージ位置計測系70Aは、図2に示されるように、ウエハステージWST1が投影光学系PLの下方に配置された状態で、粗動ステージWCS1の内部の空間部内に挿入される計測アーム71Aを備えている。計測アーム71Aは、メインフレームBDに支持部材72Aを介して片持ち支持(一端部近傍が支持)されている。
As shown in FIG. 2, fine movement stage
計測アーム71Aは、Y軸方向を長手方向とする、幅方向(X軸方向)よりも高さ方向(Z軸方向)の寸法が大きい縦長の長方形断面を有する四角柱状(すなわち直方体状)の部材であり、光を透過する同一の素材、例えばガラス部材が複数貼り合わされて形成されている。計測アーム71Aは、後述するエンコーダヘッド(光学系)が収容される部分を除き、中実に形成されている。計測アーム71Aは、前述したようにウエハステージWST1が投影光学系PLの下方に配置された状態では、先端部が粗動ステージWCS1の空間部内に挿入され、図2に示されるように、その上面が微動ステージWFS1の下面(より正確には、本体部81(図2では不図示、図5(A)等参照)の下面)に対向している。計測アーム71Aの上面は、微動ステージWFS1の下面との間に所定のクリアランス、例えば数mm程度のクリアランスが形成された状態で、微動ステージWFS1下面とほぼ平行に配置される。
The
微動ステージ位置計測系70Aは、図13に示されるように、エンコーダシステム73と、レーザ干渉計システム75とを備えている。エンコーダシステム73は、微動ステージWFS1のX軸方向の位置を計測するXリニアエンコーダ73x、及び微動ステージWFS1のY軸方向の位置を計測する一対のYリニアエンコーダ73ya、73ybを含む。エンコーダシステム73では、例えば米国特許第7,238,931号明細書、及び米国特許出願公開第2007/288,121号明細書などに開示されるエンコーダヘッド(以下、適宜ヘッドと略述する)と同様の構成の回折干渉型のヘッドが用いられている。ただし、本実施形態では、ヘッドは、後述するように光源及び受光系(光検出器を含む)が、計測アーム71Aの外部に配置され、光学系のみが計測アーム71Aの内部に、すなわちグレーティングRGに対向して配置されている。以下、適宜、計測アーム71Aの内部に配置された光学系をヘッドと呼ぶ。
As shown in FIG. 13, fine movement stage
エンコーダシステム73は、微動ステージWFS1のX軸方向の位置を1つのXヘッド77x(図11(A)及び図11(B)参照)で計測し、Y軸方向の位置を一対のYヘッド77ya、77yb(図11(B)参照)で計測する。すなわち、グレーティングRGのX回折格子を用いて微動ステージWFS1のX軸方向の位置を計測するXヘッド77xによって、前述のXリニアエンコーダ73xが構成され、グレーティングRGのY回折格子を用いて微動ステージWFS1のY軸方向の位置を計測する一対のYヘッド77ya、77ybによって、一対のYリニアエンコーダ73ya、73ybが構成されている。
The
ここで、エンコーダシステム73を構成する3つのヘッド77x、77ya、77ybの構成について説明する。図11(A)には、3つのヘッド77x、77ya、77ybを代表して、Xヘッド77xの概略構成が示されている。また、図11(B)には、Xヘッド77x、Yヘッド77ya、77ybそれぞれの計測アーム71A内での配置が示されている。
Here, the configuration of the three
図11(A)に示されるように、Xヘッド77xは、偏光ビームスプリッタPBS、一対の反射ミラーR1a,R1b、レンズL2a,L2b、四分の一波長板(以下、λ/4板と表記する)WP1a,WP1b、反射ミラーR2a,R2b、及び反射ミラーR3a,R3b等を有し、これらの光学素子が所定の位置関係で配置されている。Yヘッド77ya、77ybも同様の構成の光学系を有している。Xヘッド77x、Yヘッド77ya、77ybそれぞれは、図11(A)及び図11(B)に示されるように、ユニット化されて計測アーム71Aの内部に固定されている。
As shown in FIG. 11A, the
図11(B)に示されるように、Xヘッド77x(Xリニアエンコーダ73x)では、計測アーム71Aの−Y側の端部の上面(又はその上方)に設けられた光源LDxから−Z方向にレーザビームLBx0が射出され、計測アーム71Aの一部にXY平面に対して45°の角度で斜設された反射面RPを介してY軸方向に平行にその光路が折り曲げられる。このレーザビームLBx0は、計測アーム71の内部の中実な部分を、Y軸方向に平行に進行し、反射ミラーR3a(図11(A)参照)に達する。そして、レーザビームLBx0は、反射ミラーR3aによりその光路が折り曲げられて、偏光ビームスプリッタPBSに入射する。レーザビームLBx0は、偏光ビームスプリッタPBSで偏光分離されて2つの計測ビームLBx1,LBx2となる。偏光ビームスプリッタPBSを透過した計測ビームLBx1は反射ミラーR1aを介して微動ステージWFS1に形成されたグレーティングRGに到達し、偏光ビームスプリッタPBSで反射された計測ビームLBx2は反射ミラーR1bを介してグレーティングRGに到達する。なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをP偏光成分とS偏光成分に分離することを意味する。
As shown in FIG. 11B, in the
計測ビームLBx1,LBx2の照射によってグレーティングRGから発生する所定次数の回折ビーム、例えば1次回折ビームそれぞれは、レンズL2a,L2bを介して、λ/4板WP1a,WP1bにより円偏光に変換された後、反射ミラーR2a,R2bにより反射されて再度λ/4板WP1a,WP1bを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタPBSに達する。 A diffracted beam of a predetermined order generated from the grating RG by irradiation of the measurement beams LBx 1 and LBx 2 , for example, a first-order diffracted beam is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plates WP1a and WP1b via the lenses L2a and L2b. After that, the light is reflected by the reflection mirrors R2a and R2b, passes through the λ / 4 plates WP1a and WP1b again, follows the same optical path as the forward path in the reverse direction, and reaches the polarization beam splitter PBS.
偏光ビームスプリッタPBSに達した2つの1次回折ビームは、各々その偏光方向が元の方向に対して90度回転している。このため、計測ビームLBx1,LBx2それぞれの1次回折ビームは同軸上に合成ビームLBx12として合成される。合成ビームLBx12は、反射ミラーR3bでその光路が、Y軸に平行に折り曲げられて、計測アーム71Aの内部をY軸に平行に進行し、前述の反射面RPを介して、図11(B)に示される、計測アーム71の−Y側の端部の上面(又はその上方)に設けられたX受光系74xに送光される。
The polarization directions of the two first-order diffracted beams that have reached the polarization beam splitter PBS are each rotated by 90 degrees with respect to the original direction. Therefore, the first-order diffracted beams of the measurement beams LBx 1 and LBx 2 are combined on the same axis as a combined beam LBx 12 . The combined beam LBx 12 has its optical path bent in parallel with the Y-axis by the reflecting mirror R3b, travels in the
X受光系74xでは、合成ビームLBx12として合成された計測ビームLBx1,LBx2の1次回折ビームが不図示の偏光子(検光子)によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が不図示の光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。ここで、微動ステージWFS1が計測方向(この場合、X軸方向)に移動すると、2つのビーム間の位相差が変化して干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化は、微動ステージWFS1のX軸方向に関する位置情報として主制御装置20(図13参照)に供給される。
In the X
図11(B)に示されるように、Yヘッド77ya、77ybには、それぞれの光源LDya、LDybから射出され、前述の反射面RPで光路が90°折り曲げられたY軸に平行なレーザビームLBya0、LByb0が入射し、前述と同様にして、Yヘッド77ya、77ybから、偏向ビームスプリッタで偏光分離された計測ビームそれぞれのグレーティングRG(のY回折格子)による1次回折ビームの合成ビームLBya12、LByb12が、それぞれ出力され、Y受光系74ya、74ybに戻される。ここで、光源LDya、LDybから射出されるレーザビームLBya0、LByb0とY受光系74ya、74ybに戻される合成ビームLBya12、LByb12とは、図11(B)における紙面垂直方向に重なる光路をそれぞれ通る。また、上述のように、光源から照射されるレーザビームLBya0、LByb0とY受光系74ya、74ybに戻される合成ビームLBya12、LByb12とが、Z軸方向に離れた平行な光路を通るように、Yヘッド77ya、77ybでは、それぞれの内部で光路が適宜折り曲げられている(図示省略)。 As shown in FIG. 11B, the Y heads 77ya and 77yb emit laser beams LBya emitted from the respective light sources LDya and LDyb and parallel to the Y axis whose optical path is bent by 90 ° at the reflection surface RP. 0 and LByb 0 are incident, and in the same manner as described above, the combined beam LBya of the first-order diffracted beam by the grating RG (Y diffraction grating) of each measurement beam polarized and separated by the deflection beam splitter from the Y heads 77ya and 77yb. 12 and LByb 12 are respectively output and returned to the Y light receiving systems 74ya and 74yb. Here, the light source LDya, laser beam LBya 0, LByb 0 and Y light receiving systems 74ya emitted from LDyb, the combined beams LBya 12, LByb 12 returned to 74yb, optical path overlap in a direction perpendicular to the page surface in FIG. 11 (B) Through each. Further, as described above, the laser beam LBya 0, LByb 0 and Y light receiving systems 74ya emitted from the light source, and a combined beam LBya 12, LByb 12 returned to 74yb, through the optical path parallel apart in the Z-axis direction As described above, in the Y heads 77ya and 77yb, the optical paths are appropriately bent inside (not shown).
本実施形態では、Xヘッド77xは、計測アーム71Aのセンターライン(X軸方向の中心を通るY軸方向の直線)からX軸方向に関して等距離にある2点から、計測ビームLBx1、LBx2を、グレーティングRG上の同一の照射点に照射する(図11(A)参照)。計測ビームLBx1、LBx2の照射点、すなわちXヘッド77xの検出点は、ウエハWに照射される照明光ILの照射領域(露光領域)IAの中心である露光位置に一致している(図2参照)。なお、計測ビームLBx1、LBx2は、実際には、本体部81と空気層との境界面などで屈折するが、図11(A)等では、簡略化して図示されている。
In the present embodiment, the
図11(B)に示されるように、一対のYヘッド77ya、77ybそれぞれは、センターラインの+X側、−X側に配置されている。Yヘッド77yaは、センターラインに平行な直線(ビームLBya0の光路に一致)上でXヘッド77xの検出点を通るX軸に平行な直線からの距離が等しい2点から、グレーティングRG上の共通の照射点に一対の計測ビームを照射する。この一対の計測ビームの照射点がYヘッド77yaの検出点となる。
As shown in FIG. 11B, the pair of Y heads 77ya and 77yb are disposed on the + X side and the −X side of the center line. The Y head 77ya is common on the grating RG from two points on the straight line parallel to the center line (which coincides with the optical path of the beam LBya 0 ) and the distance from the straight line parallel to the X axis passing through the detection point of the
Yヘッド77ybは、センターラインに関して、Yヘッド77yaの一対の計測ビームの射出点に対称な2点から、一対の計測ビームを、グレーティングRG上の共通の照射点に照射する。Yヘッド77ya、77ybそれぞれの検出点は、上記のX軸に平行な直線上に配置される。 The Y head 77yb irradiates a common irradiation point on the grating RG with a pair of measurement beams from two points symmetrical to the emission point of the pair of measurement beams of the Y head 77ya with respect to the center line. The detection points of the Y heads 77ya and 77yb are arranged on a straight line parallel to the X axis.
ここで、主制御装置20は、微動ステージWFS1のY軸方向の位置を、2つのYヘッド77ya、77ybの計測値の平均に基づいて決定する。従って、本実施形態では、微動ステージWFS1のY軸方向の位置は、Yヘッド77ya、77ybそれぞれの検出点の中点を実質的な計測点として計測される。その中点は、測ビームLBx1,LBX2のグレーティングRG上の照射点と一致する。
Here,
すなわち、本実施形態では、微動ステージWFS1のX軸方向及びY軸方向の位置情報の計測に関して、共通の検出点を有し、この検出点は、ウエハWに照射される照明光ILの照射領域(露光領域)IAの中心である露光位置に一致する。従って、本実施形態では、主制御装置20は、エンコーダシステム73を用いることで、微動ステージWFS1上に載置されたウエハWの所定のショット領域にレチクルRのパターンを転写する際、微動ステージWFS1のXY平面内の位置情報の計測を、常に露光位置の直下(微動ステージWFS1の裏面側)で行うことができる。また、主制御装置20は、一対のYヘッド77ya、77ybの計測値の差に基づいて、微動ステージWFSのθz方向の回転量を計測する。
That is, in the present embodiment, there is a common detection point regarding the measurement of positional information of fine movement stage WFS1 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and this detection point is an irradiation region of illumination light IL irradiated on wafer W (Exposure area) It coincides with the exposure position which is the center of IA. Therefore, in the present embodiment, the
レーザ干渉計システム75は、Z軸に平行な3本の測長ビームを計測アーム71の先端部から、微動ステージWFS1の下面に入射させる。レーザ干渉計システム75は、これら3本の測長ビームそれぞれを照射する3つのレーザ干渉計75a〜75c(図13参照)を備えている。
レーザ干渉計システム75では、3本の測長ビームは、その重心が、照射領域(露光領域)IAの中心である露光位置に一致する、二等辺三角形(又は正三角形)の各頂点に相当する3点からZ軸に平行に射出される。本実施形態では、主制御装置20は、レーザ干渉計システム75を用いて、微動ステージWFS1のZ軸方向の位置、θz方向及びθy方向の回転量の情報を計測する。なお、レーザ干渉計75a〜75cは、実際には、計測アーム71Aの−Y側の端部の上面(又はその上方)に設けられている。レーザ干渉計75a〜75cから−Z方向に射出された3本の測長ビームは、前述の反射面RPを介して計測アーム71内をY軸方向に沿って進行し、その光路がそれぞれ折り曲げられて、上述の3点から射出される。
In the
本実施形態では、微動ステージWFS1の下面に、エンコーダシステム73からの各計測ビームを透過させ、レーザ干渉計システム75からの各測長ビームの透過を阻止する、波長選択フィルタ(図示省略)が設けられている。この場合、波長選択フィルタは、レーザ干渉計システム75からの各測長ビームの反射面をも兼ねる。
In the present embodiment, a wavelength selection filter (not shown) that transmits each measurement beam from the
以上の説明からわかるように、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70Aのエンコーダシステム73及びレーザ干渉計システム75を用いることで、微動ステージWFS1の6自由度方向の位置を計測することができる。この場合、エンコーダシステム73では、計測ビームの空気中での光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響が殆ど無視できる。従って、エンコーダシステム73により、微動ステージWFS1のXY平面内(θz方向も含む)の位置情報を高精度に計測できる。また、エンコーダシステム73によるX軸方向、及びY軸方向の実質的なグレーティング上の検出点、及びレーザ干渉計システム75によるZ軸方向の微動ステージWFS1下面上の検出点は、それぞれ露光領域IAの中心(露光位置)に一致するので、いわゆるアッベ誤差の発生が実質的に無視できる程度に抑制される。従って、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70Aを用いることで、アッベ誤差なく、微動ステージWFS1のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置を高精度に計測できる。また、粗動ステージWCS1が投影ユニットPUの下方にあり、粗動ステージWCS1に微動ステージWFS2が移動可能に支持されている場合には、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70Aを用いることで、微動ステージWFS2の6自由度方向の位置を計測することができ、特に、微動ステージWFS2のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置については、アッベ誤差なく、高精度に計測できる。
As can be seen from the above description,
また、計測ステーション300が備える微動ステージ位置計測系70Bは、図2に示されるように、微動ステージ位置計測系70Aと左右対称であるが、同様に構成されている。従って、微動ステージ位置計測系70Bが備える計測アーム71Bは、Y軸方向を長手方向とし、その+Y側の端部近傍が、支持部材72Bを介してメインフレームBDからほぼ片持ち支持されている。
Further, as shown in FIG. 2, fine movement stage
粗動ステージWCS2がアライメント装置99の下方にあり、粗動ステージWCS2に微動ステージWFS2あるいはWFS1が移動可能に支持されている場合には、主制御装置20は、微動ステージ位置計測系70Bを用いることで、微動ステージWFS2あるいはWFS1の6自由度方向の位置を計測することができ、特に、微動ステージWFS2あるいはWFS1のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置については、アッベ誤差なく、高精度に計測できる。
When coarse movement stage WCS2 is below
ここで、説明は前後するが、図12(A)〜図12(C)に基づいて、ウエハホルダによるウエハWの吸着の解除、及び吸着、並びにウエハホルダ内の残留液体の除去(回収)について説明する。 Here, the description will be omitted, but based on FIGS. 12 (A) to 12 (C), cancellation of adsorption of the wafer W by the wafer holder, adsorption, and removal (recovery) of the residual liquid in the wafer holder will be described. .
図12(A)には、微動ステージWFS1の構成が概略的に示されている。なお、図12(A)〜図12(C)には、微動ステージWFS1が示されているが、微動ステージWFS2も同様に構成されている。 FIG. 12A schematically shows the configuration of fine movement stage WFS1. Although fine movement stage WFS1 is shown in FIGS. 12A to 12C, fine movement stage WFS2 is similarly configured.
図12(A)に示されるように、微動ステージWFSの本体部81には、吸引用開口部81aが形成されている。吸引用開口部81aの位置は、特に限定されず、例えば本体部81の側面、下面などに形成することができる。また、本体部81の内部には、ウエハホルダWHの底部に形成された開口部、及び吸引用開口部81aを介して外部空間と、ウエハホルダWHとウエハWの裏面との間に形成される減圧室88とを連通させる配管部材87aが設けられている。配管部材87aの管路の途中には、チェックバルブCVaが配置されている。チェックバルブCVaは、配管部材87a内における気体の流れる方向を、減圧室88から外部空間に向かう一方向(図12(A)の黒塗り矢印参照)に制限すること、すなわち、外部空間から減圧室88内に、減圧室88内の気体よりも高い圧力の気体が流入しないようにすることにより、減圧室88の減圧状態を維持する。
As shown in FIG. 12A, a
また、図1に示されるウエハ交換位置(LP/ULP)にあるウエハ交換用テーブル150に併設された真空吸引装置500Aは、微動ステージWFS1(又はWFS2)が、ウエハ交換アーム144のベルヌーイ・チャックユニット108を用いたウエハWの交換のために、ウエハ交換用テーブル150上にロボットアーム140によって搬入されたときに、図12(B)及び図12(C)に示されるように、吸引用開口部81aを介して配管部材87a内にその一端が挿入されるように位置決めされた吸引用配管80aを有している。吸引用配管80aの他端は、真空吸引装置500A(その内部の図示しないバキュームポンプ)に接続されている。主制御装置20(図13参照)は、ウエハWがウエハホルダWH上に載置されると、バキュームポンプを制御して、減圧室88内の気体を吸引させる。吸引用配管80aと配管部材87aとの間は、図示しないOリングなどにより密閉されている。これにより、減圧室88内の圧力が外部空間の圧力よりも低くなり、ウエハWがウエハホルダWHに吸着保持される。このとき、ウエハホルダWH内に残留する液体Lqが、真空吸引装置500A(その内部のバキュームポンプ)によって、回収される。すなわち、本実施形態では、真空吸引装置500Aが、液体除去装置をも兼ねている。なお、主制御装置20は、ウエハホルダWH上から露光済みのウエハWがアンロードされた後、次のウエハWがウエハホルダWH上に載置されるのに先だって、バキュームポンプの作動を開始して吸引用配管80aを介してウエハホルダWH内に残留する液体Lqの回収を開始しても良い。また、減圧室88から真空吸引装置500A(その内部のバキュームポンプ)に至る流路の一部、例えば吸引用配管80aの内部に液体Lqを捕捉する多孔体又はメッシュ部材等を配置することが望ましい。これにより、バキュームポンプに液体Lqが流入する不都合を防止できる。吸引用配管80aを介して回収される液体Lq微量であり、多孔体等で捕捉された液体Lqは流路内で気化することができる。あるいは、吸引用配管80aから真空吸引装置500Aに至る流路の途中に、回収された液体Lqと気体とを分離する気液分離器、又は液体Lqを捕捉する他の領域よりも大きいバッファ空間を設けることで、バキュームポンプに液体Lqが流入するのを防止することとしても良い。
Further, the
また、減圧室88内の圧力が所定の気力になると、主制御装置20は、バキュームポンプによる減圧室88の気体の吸引を停止する。この後、微動ステージWFS(又はWFS2)が、ロボットアーム140によってウエハ交換用テーブル150上から搬出され吸引用配管80aが配管部材87aから抜き取られても、チェックバルブCVaにより配管部材87aの管路の途中が閉塞されているので、減圧室88の減圧状態が維持され、ウエハWがウエハホルダWHに吸着保持された状態が維持される。
Further, when the pressure in the
また、チェックバルブCVaにより減圧室88の減圧状態が維持されるので、微動ステージWFS1、WFS2に対して、例えば減圧室88内の気体を吸引するための配管部材(例えばチューブ)などを接続する必要がない。従って、微動ステージWFS1、WFS2が粗動ステージWCS1、WCS2から離脱可能となり、2つの粗動ステージWCS1、WCS2、及びテーブル130、150の相互間での微動ステージWFS1(又はWFS2)の受け渡し等を支障なく行なうことができる。
Further, since the decompression state of the
また、減圧室88の減圧状態が常に維持されていると、ウエハWのアンロード時にベルヌーイ・チャック108(図1参照)を用いてウエハWを保持することが困難になるため、本体部81には、図12(A)に示されるように、減圧室88の減圧状態を解除させるための配管部材87bが設けられている。配管部材87bは、配管部材87aと同様にウエハホルダWHの底部に形成された開口部、及び本体部81に形成された解除用開口部81bを介して、減圧室88と外部空間とを連通させている。解除用開口部81bの位置は、特に限定されず、例えば本体部81の側面、下面などに形成することができる。配管部材87bの管路の途中には、チェックバルブCVbが配置されている。チェックバルブCVbは、配管部材87b内における気体の流れる方向を、外部空間から減圧室88に向かう一方向(図12(A)の黒塗り矢印参照)に制限する。なお、チェックバルブCVbの弁部材(図12(A)〜図12(C)では、例えばボール)を閉位置に付勢するバネは、減圧室88が減圧空間となっている状態(図12(A)に示される状態)で弁部材が開位置に移動しないように(図12(B)の状態でチェックバルブが開かないように)バネ定数が設定されている。
Further, if the decompression state of the
また、ウエハ交換用テーブル150に併設された気体供給装置500Bは、微動ステージWFS1(又はWFS2)が、ウエハ交換アーム144のチャックユニット102を用いたウエハWの交換のために、ウエハ交換用テーブル150上にロボットアーム140によって搬入されたときに、図12(B)及び図12(C)に示されるように、解除用開口部81bから配管部材87b内にその一端が挿入されるように位置決めされた気体供給用配管80bを有している。気体供給用配管80bの他端は、気体供給装置500Bの内部に接続されている。
In addition, the
ウエハWをアンロードする際、主制御装置20は、気体供給装置500Bを制御して、配管部材87b内に高圧気体を噴出させる。これにより、チェックバルブCVbが開状態となり、減圧室88内に高圧気体が導入され、ウエハホルダWHによるウエハWの吸着保持が解除される。また、気体供給装置500Bから減圧室88に導入される気体は、ウエハWの下方から、ウエハWの裏面に向けて噴出されるため、ウエハWの自重がキャンセルされる。すなわち、気体供給装置500Bは、ベルヌーイ・チャック108がウエハWを保持する(持ち上げる)動作をアシストする。従って、ベルヌーイ・チャック108によるウエハの吸着保持力が小さくても良く、そのベルヌーイ・チャック108を小型化することができる。なお、ウエハホルダとして、ウエハを静電吸着により保持するウエハホルダを用いる場合、微動ステージに充電可能なバッテリーを搭載し、ウエハ交換位置で、ウエハの交換と併せてバッテリーの充電を行うと良い。この場合、微動ステージに受電用端子を設けるとともに、ウエハ交換位置の近傍に、ウエハステージがウエハ交換位置に位置する際に、上記受電用端子に電気的に接続されるように位置決めされた給電用端子を配置しておくと良い。
When unloading the wafer W, the
図13には、露光装置100の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、主制御装置20を中心として構成されている。主制御装置20は、ワークステーション(又はマイクロコンピュータ)等を含み、前述の局所液浸装置8、粗動ステージ駆動系51A,51B、及び微動ステージ駆動系52A,52Bなど、露光装置100の構成各部を統括制御する。
FIG. 13 shows the main configuration of the control system of the
本実施形態の露光装置100では、デバイスの製造に際し、露光ステーション200にある粗動ステージWCS1に保持された微動ステージ(WFS1、WFS2のいずれか、ここでは、WFS1であるものとする)に保持されたウエハWに対して、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、そのウエハW上の複数のショット領域にレチクルRのパターンがそれぞれ転写される。これと並行して計測ステーション300において、粗動ステージWCS2に支持された微動ステージWFS2上のウエハWに対してウエハアライメント(例えばEGAなど)等が行われる。
In the
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作は、主制御装置20により、事前に行われた、ウエハアライメントの結果(例えばエンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)により得られるウエハW上の各ショット領域の配列座標を第2基準マークを基準とする座標に変換した情報)、及びレチクルアライメントの結果等に基づいて、ウエハW上の各ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)へ微動ステージWFS1が移動されるショット間移動動作と、レチクルRに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作と、を繰り返すことにより、行われる。なお、上記の露光動作は、先端レンズ191とウエハWとの間に液体Lqを保持した状態で、すなわち液浸露光により行われる。また、+Y側に位置するショット領域から−Y側に位置するショット領域の順で行われる。なお、EGAについては、例えば米国特許第4,780,617号明細書などに詳細に開示されている。
The above-described step-and-scan exposure operation is performed in advance by the
本実施形態の露光装置100では、上述の一連の露光動作中、主制御装置20により、微動ステージ位置計測系70Aを用いて、微動ステージWFS1(ウエハW)の位置が計測され、この計測結果に基づいてウエハWの位置が制御される。
In
なお、上述の走査露光動作時は、ウエハWをY軸方向に高加速度で駆動する必要があるが、本実施形態の露光装置100では、主制御装置20は、走査露光動作時には、図14(A)に示されように、原則的に粗動ステージWCS1を駆動せず、微動ステージWFS1のみをY軸方向に(必要に応じて他の5自由度方向にも併せて)駆動する(図14(A)の黒塗り矢印参照)ことで、ウエハWをY軸方向に走査する。これは、粗動ステージWCS1を駆動する場合に比べ、微動ステージWFS1のみを動かす方が駆動対象の重量が軽い分、高加速度でウエハWを駆動できて有利だからである。また、前述のように、微動ステージ位置計測系70Aは、その位置計測精度がウエハステージ位置計測系16Aよりも高いので、走査露光時には微動ステージWFS1を駆動した方が有利である。なお、この走査露光時には、微動ステージWFS1の駆動による反力(図14(A)の白抜き矢印参照)の作用により、粗動ステージWCS1が微動ステージWFS1と反対側に駆動される。すなわち、粗動ステージWCS1がカウンタマスとして機能し、ウエハステージWST1の全体から成る系の運動量が保存され、重心移動が生じないので、微動ステージWFS1の走査駆動によってベース盤12に偏加重が作用するなどの不都合が生じることがない。
During the scanning exposure operation described above, the wafer W needs to be driven at a high acceleration in the Y-axis direction. However, in the
一方、X軸方向にショット間移動(ステッピング)動作を行う際には、微動ステージWFS1のX軸方向への移動可能量が少ないことから、主制御装置20は、図14(B)に示されるように、粗動ステージWCS1をX軸方向に駆動することによって、ウエハWをX軸方向に移動させる。
On the other hand, when performing the shot-to-shot movement (stepping) operation in the X-axis direction,
上記の微動ステージWFS2に保持されたウエハWに対するアライメントは、概略次のようにして行われる。すなわち、ウエハアライメントに際し、主制御装置20は、まず、プライマリアライメント系AL1の直下に微動ステージWFS2上の計測プレート86を位置決めすべく、微動ステージWFS2を駆動し、プライマリアライメント系AL1を用いて、第2基準マークを検出する。そして、主制御装置20は、例えば、米国特許出願公開第2008/0088843号明細書などに開示されるように、ウエハステージWST2(粗動ステージWCS2及び微動ステージWFS2)を例えば−Y方向に移動させ、その移動経路上における複数箇所にウエハステージWSTを位置決めし、位置決めの都度、アライメント系AL1,AL21〜AL24の少なくとも1つを用いてアライメントショット領域(サンプルショット領域)におけるアライメントマークの位置情報を、検出する。例えば、4回の位置決めを行う場合を考えると、主制御装置20は、例えば1回目の位置決め時に、プライマリアライメント系AL1,セカンダリアライメント系AL22,AL23を用いて、3箇所のサンプルショット領域におけるアライメントマーク(以下、サンプルマークとも呼ぶ)を、2回目の位置決め時にアライメント系AL1,AL21〜AL24を用いてウエハW上の5つのサンプルマークを、3回目の位置決め時にアライメント系AL1,AL21〜AL24を用いて5つのサンプルマークを、4回目の位置決め時に、プライマリアライメント系AL1,セカンダリアライメント系AL22,AL23を用いて3つのサンプルマークを、それぞれ検出する。これにより、合計16箇所のアライメントショット領域におけるアライメントマークの位置情報を、16箇所のアライメントマークを単一のアライメント系で順次検出する場合などに比べて、格段に短時間で得ることができる。この場合において、上記のウエハステージWST2の移動動作と連動して、アライメント系AL1,AL22,AL23はそれぞれ、検出領域(例えば、検出光の照射領域に相当)内に順次配置されるY軸方向に沿って配列された複数のアライメントマーク(サンプルマーク)を検出する。このため、上記のアライメントマークの計測に際して、ウエハステージWST2をX軸方向に移動させる必要が無い。
The alignment with respect to the wafer W held on the fine movement stage WFS2 is generally performed as follows. That is, during wafer alignment,
本実施形態では、主制御装置20は、第2基準マークの検出を含み、ウエハアライメントの際には、計測アーム71Bを含む微動ステージ位置計測系70Bを用いてウエハアライメント時における粗動ステージWCS2に支持された微動ステージWFS2のXY平面内の位置計測を行う。ただし、これに限らず、ウエハアライメント時の微動ステージWFS2の移動を粗動ステージWCS2と一体で行う場合には、前述したウエハステージ位置計測系16Bを介してウエハWの位置を計測しながらウエハアライメントを行っても良い。また、計測ステーション300と露光ステーション200とが離間しているので、ウエハアライメント時と露光時とでは、微動ステージWFS2の位置は、異なる座標系上で管理される。そこで、主制御装置20は、ウエハアライメントの結果得られたウエハW上の各ショット領域の配列座標を、第2基準マークを基準とする配列座標に変換する。
In the present embodiment,
微動ステージWFS1に保持されたウエハWに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光と、微動ステージWFS2上のウエハWに対するウエハアライメントとの並行処理においては、通常、ウエハアライメントが先に終了する。主制御装置20は、所定の待機位置にウエハステージWST2を待機させた状態で、微動ステージWFS1上のウエハWに対する露光が終了するのを待つ。
In the parallel processing of the step-and-scan exposure on the wafer W held on the fine movement stage WFS1 and the wafer alignment on the wafer W on the fine movement stage WFS2, the wafer alignment usually ends first.
主制御装置20は、露光終了に先立って、図15の白抜き矢印で示されるように、ブレード駆動系58を介して図4に示される状態から可動ブレードBLを所定量下方に駆動する。これにより、図15に示されるように、可動ブレードBL上面と投影光学系PLの下方に位置する微動ステージWFS1(及びウエハW)上面とが同一面上に位置する。そして、主制御装置20は、この状態で、露光が終了するのを待つ。
Prior to the end of exposure,
そして、露光が終了すると、主制御装置20は、ブレード駆動系58を介して可動ブレードBLを+Y方向に所定量駆動し(図16中の白抜き矢印参照)、可動ブレードBLを、微動ステージWFS1に接触又は300μm程度のクリアランスを介して近接させる。すなわち、主制御装置20は、可動ブレードBLと微動ステージWFS1とをスクラム状態に設定する。
When the exposure is completed,
次に、主制御装置20は、図17に示されるように、可動ブレードBLと微動ステージWFS1とのスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージWST1と一体で可動ブレードBLを+Y方向に駆動する(図17の白抜き矢印参照)。これにより、先端レンズ191との間に保持されていた液体Lqで形成される液浸空間が、微動ステージWFS1から可動ブレードBLに渡される。図17には、液体Lqで形成される液浸空間が微動ステージWFS1から可動ブレードBLに渡される直前の状態が示されている。この図17の状態では、先端レンズ191と、微動ステージWFS1及び可動ブレードBLとの間に、液体Lqが保持されている。
Next, as shown in FIG. 17,
そして、図18に示されるように、微動ステージWFS1から可動ブレードBLへの液浸空間の受け渡しが終了すると、主制御装置20は、微動ステージWFS1を保持する粗動ステージWCS1を、さらに+Y方向に駆動して、前述の待機位置で微動ステージWFS2を保持して待機している粗動ステージWCS2の近傍まで移動させる。これにより、図19に示されるように、粗動ステージWCS1が、内部空間にセンターテーブル130を収容し、かつセンターテーブル130の真上で微動ステージWFS1を支持する状態となる。すなわち、粗動ステージWCS1により、微動ステージWFS1がセンターテーブル130の真上に搬送される。図20には、このときの露光装置100の状態が平面図にて示されている。
Then, as shown in FIG. 18, when the transfer of the immersion space from fine movement stage WFS1 to movable blade BL is completed,
そして、主制御装置20は、センターテーブル130の駆動装置132を介してテーブル本体136を上方に駆動して、下方から微動ステージWFS1を支持させる。そして、主制御装置20により、粗動ステージ駆動系51Aa、51Abが制御されて粗動ステージWCS1が第1部分WCS1aと第2部分WCS1bとに分離される。これにより、微動ステージWFS1が粗動ステージWCS1からテーブル本体136に渡される。そして、主制御装置20により、センターテーブル130が、駆動装置132を介して下降駆動された後、粗動ステージWCS1が分離前の状態に戻る(一体化する)。そして、一体化した粗動ステージWCS1にウエハステージWST2がY軸方向に関して近接又は接触し、アライメント済みのウエハWを保持する微動ステージWFS2が、粗動ステージWCS2から粗動ステージWCS1に移載される。この一連の動作は、主制御装置20が、粗動ステージ駆動系51Bと微動ステージ駆動系52B,52Aとを制御することで行われる。
Then,
次に、主制御装置20は、微動ステージWFS2を支持した粗動ステージWCS1を、図21(A)中に白抜き矢印で示されるように、−Y方向に移動させて、可動ブレードBLから微動ステージWFS2に、先端レンズ191との間で保持されている液浸空間を渡す。この液浸空間(液体Lq)の受け渡しは、前述した微動ステージWFS1から可動ブレードBLへの液浸領域の受け渡しと逆の手順で行われる。
Next,
その後、微動ステージWFS2を保持した粗動ステージWCS1が、露光ステーション200に移動し、レチクルアライメント、そのレチクルアライメントの結果と、ウエハアライメントの結果(ウエハW上の各ショット領域の第2基準マークを基準とする配列座標)とに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。
Thereafter, coarse movement stage WCS1 holding fine movement stage WFS2 moves to
この露光と並行して、粗動ステージWCS2が、−Y方向に退避し、テーブル本体136上に保持されている微動ステージWFS1が、ロボットアーム140によって、ウエハ交換用テーブル150上に搬入され、その微動ステージWFS1に保持されている露光済みのウエハWが、新たなウエハWに、ウエハ交換アーム144によって交換される。ここで、ウエハ交換位置では、微動ステージWFS1のウエハホルダWHとウエハWの裏面とにより形成される減圧室(減圧空間)88が、配管部材87a及び吸引用配管80aを介して真空吸引装置500A内部のバキュームポンプに接続されるとともに、配管部材87b及び気体供給用配管80bを介して気体供給装置500Bの内部に接続されている。そして、前述の如く、主制御装置20によって、気体供給装置500B、真空吸引装置500Aが、制御され、ウエハホルダWHによる露光済みのウエハWの吸着の解除、及び次のウエハWの吸着、並びにウエハホルダWH内の残留液体Lqの除去(回収)が行われる。
In parallel with this exposure, coarse movement stage WCS2 is retracted in the −Y direction, and fine movement stage WFS1 held on
そして、減圧室内が所定の圧力(負圧)となったとき、主制御装置20によりバキュームポンプが停止される。バキュームポンプが停止されると、チェックバルブCVaの作用により、配管部材87aの管路の途中が閉塞される。従って、減圧室88の減圧状態が維持され、減圧室88の気体を真空吸引するためのチューブなどを微動ステージWFS1に接続しなくても、ウエハWがウエハホルダに保持される。このため、微動ステージWFS1を、粗動ステージから分離して支障なく搬送することができる。
When the pressure inside the decompression chamber reaches a predetermined pressure (negative pressure), the
そして、新たなウエハWを保持した微動ステージWFS1が、ロボットアーム140によって、センターテーブル130のテーブル本体136上に搬送され、さらに、テーブル本体136上から粗動ステージWCS2上に渡される。以後、上記と同様の処理が、繰り返し行われる。
Then, fine movement stage WFS1 holding a new wafer W is transferred onto table
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置100によると、露光ステーション200において、1つの微動ステージ(WFS1及びWFS2のいずれか)に保持されたウエハWの露光が行われるのと並行して、別の微動ステージに保持されたウエハWの交換を行うこと、及び計測ステーション300において、別の微動ステージに保持されたウエハWに対するアライメント(計測)を行うことが可能となる。
As described in detail above, according to the
また、上記のウエハWの交換は、ウエハ交換用テーブル150上に微動ステージ(WFS1及びWFS2のいずれか)が搬送された状態で行われ、その微動ステージ上のウエハの交換動作の少なくとも一部と並行して、主制御装置20の指示の下、除去装置を兼用する真空吸引装置500Aにより、微動ステージ(ウエハホルダWH)上に残留する液体Lqが除去される。従って、粗動ステージ(ウエハステージ)にウエハの真空吸引機構を設けることなく、微動ステージ(ウエハホルダWH)上に残留する液体を除去することが可能になる。
Further, the exchange of the wafer W is performed in a state where the fine movement stage (either WFS1 or WFS2) is transferred onto the wafer exchange table 150, and at least a part of the exchange operation of the wafer on the fine movement stage is performed. In parallel, under the instruction of the
また、本実施形態の露光装置100によると、ウエハWを保持した微動ステージWFS1又はWFS2が、ローディング/アンローディングポジションLP/ULPでウエハ交換用テーブル150に支持されているとき、ウエハWをウエハ交換アーム144のベルヌーイ・チャック108により上方から非接触で保持して、微動ステージWFS2(又はWFS1)から搬出することが可能になる。また、ウエハWをウエハ交換アーム144のベルヌーイ・チャック108により上方から非接触で保持して、WFS1又はWFS2にロードすることが可能になる。このため、微動ステージWFS1又はWFS2からのウエハWのアンロードに用いられるアーム等を収容するための切り欠き、及び微動ステージWFS1,WFS2へのウエハWのロードに用いられるアーム等を収容するための切り欠きを、微動ステージ(ウエハホルダ)に形成する必要がない。また、本実施形態の露光装置100によると、ウエハの受け渡しのための上下動部材(センターアップ又はセンターテーブルとも呼ばれる)を微動ステージに設ける必要もない。従って、微動ステージ(ウエハホルダ)によりウエハWを周辺のショット領域を含み、全面に渡って均一に吸着保持することが可能になり、ウエハWの平坦度を全面に渡って良好に維持することが可能になる。
Further, according to the
従って、例えば450mmウエハを処理対象とする場合であっても、従来に比べて高スループットなウエハ処理を実現することが可能である。 Therefore, for example, even when a 450 mm wafer is a processing target, it is possible to realize wafer processing with higher throughput than in the past.
また、本実施形態の露光装置100によると、微動ステージWFS1,WFS2のXY平面に実質的に平行な一面にグレーティングRGが形成された計測面がそれぞれ設けられている。微動ステージWFS1(又はWFS2)が、粗動ステージWCS1(又はWCS2)により、XY平面に沿って相対移動可能に保持される。そして、微動ステージ位置計測系70A(又は70B)が、粗動ステージWCS1の空間部内にグレーティングRGが形成された計測面に対向して配置され、計測面に各一対の計測ビームをそれぞれ照射し、該計測ビームの計測面からの光(例えば各計測ビームのグレーティングRGによる一次回折ビームの合成ビーム)を受光するXヘッド77x、Yヘッド77ya,77ybを有している。そして、微動ステージ位置計測系70A(又は70B)により、そのヘッドXヘッド77x、Yヘッド77y1,77y2の出力に基づいて微動ステージWFS1(又はWFS2)の少なくともXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)が計測される。このため、いわゆる裏面計測により微動ステージWFS1(又はWFS2)のXY平面内の位置情報を精度良く計測することが可能となる。そして、主制御装置20により、微動ステージ駆動系52A、あるいは(微動ステージ駆動系52A及び粗動ステージ駆動系51A)を介して、(又は微動ステージ駆動系52B、あるいは(微動ステージ駆動系52B及び粗動ステージ駆動系51B)を介して、)微動ステージ位置計測系70A(又は70B)で計測された位置情報に基づいて、微動ステージWFS1(又はWFS2)が、単独で若しくはWCS1(又はWCS2)と一体で駆動される。また、上述の如く、微動ステージ上に上下動部材を設ける必要がないので、上記の裏面計測を採用しても特に支障は生じない。
Further, according to the
また、本実施形態の露光装置100によると、露光ステーション200において、粗動ステージWCS1に相対移動可能に保持された微動ステージWFS1(又はWFS2)上に載置されたウエハWがレチクルR及び投影光学系PLを介して露光光ILで露光される。この際、粗動ステージWCS1に移動可能に保持されている微動ステージWFS1(又はWFS2)のXY平面内の位置情報は、主制御装置20により、微動ステージWFS1(又はWFS2)に配置されたグレーティングRGに対向する計測アーム71Aを有する微動ステージ位置計測系70Aのエンコーダシステム73を用いて計測される。この場合、粗動ステージWCS1には、その内部に空間部が形成され、微動ステージ位置計測系70Aの各ヘッドは、この空間部内に配置されているので、微動ステージWFS1(又はWFS2)と微動ステージ位置計測系70Aの各ヘッドとの間には、空間が存在するのみである。従って、各ヘッドを微動ステージWFS1(又はWFS2)(グレーティングRG)に近接して配置することができ、これにより、微動ステージ位置計測系70Aによる微動ステージのWFS1(又はWFS2)位置情報の高精度な計測が可能になる。また、この結果、主制御装置20による粗動ステージ駆動系51A及び/又は微動ステージ駆動系52Aを介した微動ステージWFS1(又はWFS2)の高精度な駆動が可能になる。
Further, according to the
また、この場合、計測アーム71Aから射出される、微動ステージ位置計測系70Aを構成するエンコーダシステム73、レーザ干渉計システム75の各ヘッドの計測ビームのグレーティングRG上の照射点は、ウエハWに照射される露光光ILの照射領域(露光領域)IAの中心(露光位置)に一致している。従って、主制御装置20は、いわゆるアッベ誤差の影響を受けることなく、微動ステージWFS1(又はWFS2)の位置情報を高精度に計測することができる。また、計測アーム71AをグレーティングRGの直下に配置することによって、エンコーダシステム73の各ヘッドの計測ビームの大気中の光路長を極短くできるので、空気揺らぎの影響が低減され、この点においても、微動ステージWFS1(又はWFS2)の位置情報を高精度に計測することができる。
Further, in this case, the irradiation point on the grating RG of the measurement beam of each head of the
また、本実施形態では、計測ステーション300には、微動ステージ位置計測系70Aと左右対称に構成された微動ステージ位置計測系70Bが設けられている。そして、計測ステーション300において、粗動ステージWCS2に保持された微動ステージWFS2(又はWFS1)上のウエハWに対するウエハアライメントがアライメント系AL1、AL21〜AL24などによって行われる際、粗動ステージWCS2に移動可能に保持されている微動ステージWFS2(又はWFS1)のXY平面内の位置情報が、微動ステージ位置計測系70Bによって高精度に計測される。この結果、主制御装置20による粗動ステージ駆動系51B及び/又は微動ステージ駆動系52Bを介した微動ステージWFS2(又はWFS1)の高精度な駆動が可能になる。
Further, in the present embodiment, the
従って、例えば、そのウエハWを照明光ILで露光することで、そのウエハWの全面に渡ってパターンを精度良く形成することが可能になる。 Therefore, for example, by exposing the wafer W with the illumination light IL, a pattern can be formed with high accuracy over the entire surface of the wafer W.
また、本実施形態の露光装置100によると、微動ステージWFS1(又はWFS2)を精度良く駆動することができるので、この微動ステージWFS1(又はWFS2)に載置されたウエハWをレチクルステージRST(レチクルR)に同期して精度良く駆動し、走査露光により、レチクルRのパターンをウエハW上に精度良く転写することが可能になる。
In addition, according to the
なお、上記実施形態において、プレート(撥液板)83を、ウエハWと同様に真空吸着する場合には、そのプレート(撥液板)83の吸着のための減圧室内に残留する液体を、上記実施形態と同様の手段により、ウエハ交換の一部と並行して行うようにすることができる。 In the above embodiment, when the plate (liquid repellent plate) 83 is vacuum-sucked similarly to the wafer W, the liquid remaining in the decompression chamber for suction of the plate (liquid repellent plate) 83 is By means similar to the embodiment, it can be performed in parallel with part of the wafer exchange.
また、上記実施形態では、微動ステージを3つ用意して、露光、アライメント、ウエハ交換の3つの動作を、同時並行的に行うこととしても良い。このようにすると、一層のスループットの向上が可能になる。 In the above embodiment, three fine movement stages may be prepared, and the three operations of exposure, alignment, and wafer exchange may be performed in parallel. In this way, the throughput can be further improved.
なお、上記実施形態では、粗動ステージWCS1、WCS2が、第1部分と第2部分とに分離可能でかつ第1部分と第2部分とが係合可能である場合について説明したが、これに限らず、第1部分と第2部分とは、物理的には常時離れていても、相互に接近及び離間可能で、離間した際には、保持部材(上記実施形態の微動ステージ)を離脱可能で、接近した際には、保持部材を支持可能であれば良い。 In the above-described embodiment, the coarse movement stages WCS1 and WCS2 have been described as being separable into the first part and the second part and being able to engage the first part and the second part. Not limited to this, the first part and the second part can be approached and separated from each other even if they are physically separated from each other. When the parts are separated, the holding member (the fine movement stage of the above embodiment) can be detached. Thus, it is sufficient if the holding member can be supported when approaching.
なお、上記実施形態では、微動ステージ位置計測系70A,70Bが、全体が例えばガラスによって形成され、内部を光が進行可能な計測アーム71A,71Bを備える場合を説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、計測アームは、少なくとも前述の各レーザビームが進行する部分が、光を透過可能な中実な部材によって形成されていれば良く、その他の部分は、例えば光を透過させない部材であっても良いし、中空構造であっても良い。また、例えば計測アームとしては、グレーティングに対向する部分から計測ビームを照射できれば、例えば計測アームの先端部に光源や光検出器等を内蔵していても良い。この場合、計測アームの内部にエンコーダの計測ビームを進行させる必要は無い。さらに、計測アームは、その形状は特に問わない。また、微動ステージ位置計測系70A,70Bは、必ずしも、計測アームを備えている必要はなく、粗動ステージWCS1,WCS2の空間部内にグレーティングRGに対向して配置され、該グレーティングRGに少なくとも1本の計測ビームを照射し、該計測ビームのグレーティングRGからの回折光を受光するヘッドを有し、該ヘッドの出力に基づいて微動ステージWFS1(又はWFS2)の少なくともXY平面内の位置情報を計測できれば足りる。
In the above embodiment, the case where fine movement stage
また、上記実施形態では、エンコーダシステム73が、Xヘッドと一対のYヘッドとを備える場合について例示したが、これに限らず、例えばX軸方向及びY軸方向の2方向を計測方向とする二次元ヘッド(2Dヘッド)を、1つ又は2つ設けても良い。2Dヘッドを2つ設ける場合には、それらの検出点がグレーティング上で露光位置を中心として、X軸方向に同一距離離れた2点になるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
なお、上記実施形態では、微動ステージの上面、すなわちウエハに対向する面にグレーティングが配置されているものとしたが、これに限らず、グレーティングは、ウエハを保持するウエハホルダに形成されていても良い。この場合、露光中にウエハホルダが膨張したり、微動ステージに対する装着位置がずれたりした場合であっても、これに追従してウエハホルダ(ウエハ)の位置を計測することができる。また、グレーティングは、微動ステージの下面に配置されていても良く、この場合、エンコーダヘッドから照射される計測ビームが微動ステージの内部を進行しないので、微動ステージを光が透過可能な中実部材とする必要がなく、微動ステージを中空構造にして内部に配管、配線等を配置することができ、微動ステージを軽量化できる。 In the above embodiment, the grating is arranged on the upper surface of the fine movement stage, that is, the surface facing the wafer. However, the present invention is not limited to this, and the grating may be formed on a wafer holder that holds the wafer. . In this case, even if the wafer holder expands during exposure or the mounting position with respect to the fine movement stage shifts, the position of the wafer holder (wafer) can be measured following this. Further, the grating may be arranged on the lower surface of the fine movement stage. In this case, since the measurement beam irradiated from the encoder head does not travel inside the fine movement stage, the grating is a solid member capable of transmitting light. Therefore, it is possible to reduce the weight of the fine movement stage by making the fine movement stage into a hollow structure and arranging piping, wiring, and the like inside.
また、微動ステージを粗動ステージに対して駆動する駆動機構は、上記実施形態で説明したものに限られない。例えば実施形態では、微動ステージをY軸方向に駆動するコイルが微動ステージをZ軸方向に駆動するコイルとしても機能したが、これに限らず微動ステージをY軸方向に駆動するアクチュエータ(リニアモータ)と、微動ステージをZ軸方向に駆動する、すなわち微動ステージを浮上させるアクチュエータとを、それぞれ独立して設けても良い。この場合、微動ステージに常に一定の浮上力を作用させることができるので、微動ステージのZ軸方向の位置が安定する。 Further, the drive mechanism for driving the fine movement stage with respect to the coarse movement stage is not limited to that described in the above embodiment. For example, in the embodiment, the coil that drives the fine movement stage in the Y-axis direction also functions as a coil that drives the fine movement stage in the Z-axis direction. However, the present invention is not limited to this, and an actuator (linear motor) that drives the fine movement stage in the Y-axis direction. In addition, an actuator that drives the fine movement stage in the Z-axis direction, that is, an actuator that floats the fine movement stage may be provided independently. In this case, a constant levitation force can always be applied to the fine movement stage, so that the position of the fine movement stage in the Z-axis direction is stabilized.
なお、上記実施形態では、微動ステージWFS1,WFS2は、ローレンツ力(電磁力)の作用により粗動ステージWCS1、WCS2等に非接触支持されたが、これに限らず、例えば微動ステージWFS1,WFS2に真空予圧型の空気静圧軸受等を設けて、粗動ステージWCS1、WCS2に対して浮上支持しても良い。また、上記実施形態では、微動ステージWFS1,WFS2は、全6自由度方向に駆動可能であったが、これに限らず少なくともXY平面に平行な二次元平面内を移動できれば良い。また、微動ステージ駆動系52A,52B等は、上述したムービングマグネット式のものに限らず、ムービングコイル式のものであっても良い。さらに微動ステージWFS1,WFS2は、粗動ステージWCS1,WCS2に接触支持されていても良い。従って、微動ステージを粗動ステージに対して駆動する微動ステージ駆動系は、例えばロータリモータとボールねじ(又は送りねじ)とを組み合わせたものであっても良い。
In the above-described embodiment, fine movement stages WFS1 and WFS2 are supported in a non-contact manner by coarse movement stages WCS1, WCS2 and the like by the action of Lorentz force (electromagnetic force), but not limited thereto, for example, fine movement stages WFS1 and WFS2 A vacuum preload type static air bearing or the like may be provided to support the floating with respect to the coarse movement stages WCS1 and WCS2. In the above-described embodiment, fine movement stages WFS1 and WFS2 can be driven in all six-degree-of-freedom directions. However, the present invention is not limited to this. The fine movement
なお、上記実施形態において、次に説明する第2の実施形態のように、計測ステーション300と露光ステーション200との間の微動ステージWFS1,WFS2の移動経路上に配置されている、センターテーブル130上に微動ステージWFS1(又はWFS2)があるときに、その微動ステージWFS1(又はWFS2)上でウエハWの交換を行うこととしても良い。かかる場合、露光ステーション200において微動ステージWFS1又はWFS2に保持されたウエハWの露光後、その微動ステージWFS1又はWFS2を計測ステーション300に移動させるのに先立って、その交換位置で迅速に微動ステージWFS1,WFS2に保持された露光済みのウエハと新たな(露光前の)ウエハとの交換を行うことが可能となり、ロスタイムの少ないウエハ交換が可能となる。
In the above embodiment, as in the second embodiment described below, the center table 130 is arranged on the movement path of the fine movement stages WFS1 and WFS2 between the
《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態を、図22〜図24(B)に基づいて説明する。ここで、前述した第1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一若しくは類似の符号を用いるとともに、その説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the same or similar components as those in the first embodiment described above are denoted by the same or similar reference numerals, and the description thereof is omitted.
図22には、第2の実施形態の露光装置1000の概略的な構成が平面図にて示されている。 FIG. 22 is a plan view showing a schematic configuration of an exposure apparatus 1000 according to the second embodiment.
本第2の実施形態の露光装置1000は、図22と図1とを比較するとわかるように、計測ステーション300と露光ステーション200との間に配置された前述のセンターテーブル130の真上に、チャックユニット102が設けられている点、ロボットアーム140に代えて、ウエハ搬送アーム118が設けられている点、及びセンターテーブル130の近傍に、微動ステージWFS1,WFS2上に残留する液体Lqを吸引する吸引装置360が付設されている点が異なる。また、150と、144とは、設けられてない。
As can be seen from a comparison between FIG. 22 and FIG. 1, the exposure apparatus 1000 according to the second embodiment has a chuck directly above the center table 130 disposed between the
チャックユニット102は、図22等に示されるように、センターテーブル130のほぼ真上に配置されている。チャックユニット102は、図23に示されるように、メインフレームBDの下面に固定された駆動部104と、駆動部104によって上下方向(Z軸方向)に駆動される軸106と、軸106の下端に固定された円盤状のベルヌーイ・チャック(又はフロートチャックとも呼ばれる)108と、を備えている。
The
ウエハ搬送アーム118は、チャックユニット102の位置と、チャックユニット102の位置から例えば−X方向に離れたウエハ受け渡し位置(例えば露光装置100にインライン接続されたコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置(搬出側及び搬入側))とを含む領域内で移動可能なロボットアームから成る。
The
吸引装置360は、メインフレームBDから支持部材(不図示)を介して吊り下げ支持された吸引部材(361)を有する。吸引部材361はY軸方向を長手とする矩形状を有し、その長さは微動ステージWFS1,WFS2のY軸方向の幅と同程度である。吸引部材361の下面には液体Lqを吸い込むための多数の吸引孔が形成されている。これらの吸引孔は、吸引部材361と支持部材(不図示)との内部に設けられた配管を介して露光装置1000の外部に備えられた吸引装置本体(真空ポンプ)に接続されている。
The
支持部材には、吸引部材361をZ軸方向及びX軸方向に駆動する駆動装置(不図示)が備えられている。吸引装置360(の吸引装置本体(真空ポンプ)及び駆動装置(不図示))は、主制御装置によって制御される。
The support member is provided with a drive device (not shown) that drives the
露光装置1000では、その他の部分の構成は、前述した第1の実施形態と同様になっている。 In the exposure apparatus 1000, the configuration of other parts is the same as that of the first embodiment described above.
本第2の実施形態の露光装置1000では、基本的には、前述の第1の実施形態の露光装置100と、同様の、微動ステージWFS1、WFS2を用いた並行処理動作が行われる。ただし、ウエハ交換は、センターテーブル130上に露光済みのウエハWを保持する微動ステージWFS1(又はWFS2)があるときに、主制御装置により、チャックユニット102と、ウエハ搬送アーム118とを用いて行われる。
In the exposure apparatus 1000 of the second embodiment, basically, the same parallel processing operation using the fine movement stages WFS1 and WFS2 as that of the
簡単に説明すると、主制御装置20は、駆動部104を制御し、ウエハWを上方から非接触で吸着保持したベルヌーイ・チャック108を上昇駆動する。そして、主制御装置20は、ベルヌーイ・チャック108に保持されたウエハWの下方に、ウエハ交換位置近傍の待機位置で待機していたウエハ搬送アーム118を挿入し、ベルヌーイ・チャック108の吸着を解除し、ベルヌーイ・チャック108を僅かに上昇駆動する。これにより、ウエハWが、ウエハ搬送アーム118に下方から保持される。
In brief, the
そして、主制御装置20は、ウエハ搬送アーム118を制御して、ウエハWを、チャックユニット102の下方のウエハ交換位置から−X方向に離れたウエハ搬出位置(例えば、露光装置100にインライン接続されているコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置(搬出側))まで搬送し、そのウエハ搬出位置に載置する。
The
上述のようにして、ウエハWのアンロードが終了すると、主制御装置20は、吸引装置160を用いて微動ステージWFS2上に残留する液体Lqを除去する。主制御装置20は、駆動装置(不図示)を制御して、図24(A)に示されるように、吸引部材361を微動ステージWFS2上に移動する。移動後、主制御装置20は、吸引装置本体(真空ポンプ(不図示))を作動し、且つ図24(B)に示されるように吸引部材361を矢印方向(X軸方向)に駆動する。それにより、微動ステージWFS2上に残留する液体Lqが、吸引装置160により吸引され、微動ステージWFS2上から除去される。
When unloading of wafer W is completed as described above,
なお、上記第1、第2の実施形態において、粗動ステージWCS1又はWCS2上に微動ステージが支持されているときに、その微動ステージ上でウエハ交換を行うようにしても良い。この場合も、例えば上記第1又は第2の実施形態と同様の方法で、ウエハ交換と少なくとも一部並行して、微動ステージ上の残留液体の除去を行うようにすることができる。 In the first and second embodiments, when the fine movement stage is supported on the coarse movement stage WCS1 or WCS2, the wafer may be exchanged on the fine movement stage. Also in this case, for example, the residual liquid on the fine movement stage can be removed at least partially in parallel with the wafer exchange by the same method as in the first or second embodiment.
なお、上記第1、第2の実施形態では、計測ステーション300において、ウエハWに対する計測の一例としてアライメントマーク計測(ウエハアライメント)が行われるものとしたが、これに加えて(あるいはこれに代えて)ウエハW表面の投影光学系PLの光軸AX方向の位置を計測する面位置計測が行われても良い。この場合、例えば米国特許出願公開第2008/0088843号明細書に開示されるように、面位置計測と同時に、ウエハを保持する微動ステージの上面の面位置計測を行い、これらの結果を用いて、露光時のウエハWのフォーカスレベリング制御を行っても良い。
In the first and second embodiments, the
また、上記第1、第2の実施形態において、ベルヌーイ・チャックに代えて、例えば真空予圧型の気体静圧軸受と同様に差動排気を利用したチャック部材など、ウエハWを上方から非接触で保持可能なチャック部材を用いることも可能である。 Further, in the first and second embodiments, instead of the Bernoulli chuck, the wafer W is contacted from above without contact, such as a chuck member using differential evacuation in the same manner as a vacuum preload type gas hydrostatic bearing. It is also possible to use a chuck member that can be held.
なお、上記第1、第2の実施形態では、スキャニング・ステッパに本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計を用いてこのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、エンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明は適用することができる。 In the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to the scanning stepper has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a stationary exposure apparatus such as a stepper. . Even if it is a stepper, the position measurement error caused by air fluctuation is different from the case where the position of this stage is measured using an interferometer by measuring the position of the stage on which the object to be exposed is mounted with an encoder. Generation can be made almost zero, and the stage can be positioned with high accuracy based on the measurement value of the encoder. As a result, the reticle pattern can be transferred onto the object with high accuracy. . The present invention can also be applied to a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus that synthesizes a shot area and a shot area.
また、上記第1、第2の実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系PLは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。 In addition, the projection optical system in the exposure apparatuses of the first and second embodiments may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system, and the projection optical system PL is not only a refraction system but also a reflection system and a reflection system. Either a refractive system or a projected image may be an inverted image or an erect image.
また、照明光ILは、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)に限らず、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。例えば米国特許第7,023,610号明細書に開示されているように、真空紫外光としてDFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 The illumination light IL is not limited to ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), but may be ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). good. For example, as disclosed in US Pat. No. 7,023,610, single-wavelength laser light in the infrared region or visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is used as vacuum ultraviolet light, for example, erbium. A harmonic which is amplified by a fiber amplifier doped with (or both erbium and ytterbium) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
また、本発明の露光装置では、露光装置の照明光ILとしては波長100nm以上の光に限らず、波長100nm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を用いるEUV露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。 In the exposure apparatus of the present invention, it is needless to say that the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used. For example, the present invention can be applied to an EUV exposure apparatus that uses EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm). In addition, the present invention can be applied to an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.
また、上述の第1、第2の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスク(レチクル)を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第6,778,257号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク(可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)などを含む)を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、このステージの位置をエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムを用いて計測することで、上記第1、第2の実施形態と同等の効果を得ることができる。 In the first and second embodiments described above, a light transmission mask (reticle) in which a predetermined light shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light transmissive substrate is used. Instead of this reticle, for example, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257, an electron that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed. A mask (also called a variable shaping mask, an active mask, or an image generator, including, for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) that is a kind of non-light emitting image display element (spatial light modulator)) may be used. . When such a variable shaping mask is used, the stage on which the wafer or glass plate is mounted is scanned with respect to the variable shaping mask, and the position of this stage is measured using an encoder system and a laser interferometer system. Thus, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
また、例えば国際公開第2001/035168号に開示されているように、干渉縞をウエハW上に形成することによって、ウエハW上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置(リソグラフィシステム)にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, International Publication No. 2001/035168, an exposure apparatus (lithography system) that forms a line-and-space pattern on a wafer W by forming interference fringes on the wafer W. The present invention can also be applied.
さらに、例えば米国特許第6,611,316号明細書に開示されているように、2つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、1回のスキャン露光によってウエハ上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two reticle patterns are synthesized on a wafer via a projection optical system, and 1 on the wafer by one scan exposure. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that double exposes two shot areas almost simultaneously.
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体(エネルギビームが照射される露光対象の物体)はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。 In the above embodiment, the object on which the pattern is to be formed (the object to be exposed to which the energy beam is irradiated) is not limited to the wafer, but may be another object such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. good.
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置(パターン形成装置)及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。 An electronic device such as a semiconductor element includes a step of designing a function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus (pattern forming apparatus) of the above-described embodiment. And a lithography step for transferring the mask (reticle) pattern to the wafer by the exposure method, a development step for developing the exposed wafer, and an etching step for removing the exposed member other than the portion where the resist remains by etching, It is manufactured through a resist removal step for removing a resist that has become unnecessary after etching, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the exposure method described above is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the wafer. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity.
以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法は、エネルギビームを物体上に照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、電子デバイスを製造するのに適している。 As described above, the exposure apparatus and exposure method of the present invention are suitable for irradiating an energy beam on an object to form a pattern on the object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing an electronic device.
5…液体供給装置、20…主制御装置、51A,51B…粗動ステージ駆動系、52A,52B…微動ステージ駆動系、70A,70B…微動ステージ位置計測系、77x…Xヘッド、77ya、77yb…Yヘッド、100…露光装置、360…吸引装置、500A…真空吸引装置、PL…投影光学系、Lq…液体、W…ウエハ、WCS1,WCS2…微動ステージ、RG…グレーティング、WF1,WFS2…微動ステージ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
内部に空間部を有し、少なくとも互いに直交する第1軸及び第2軸を含む二次元平面に沿って移動可能な移動体と;
前記物体を保持して少なくとも前記二次元平面に平行な面内で相対移動可能に前記移動体に支持され、前記二次元平面に実質的に平行な一面に計測面が設けられた保持部材と;
前記移動体の空間部内に前記計測面に対向して配置され、該計測面に少なくとも1本の第1計測ビームを照射し、該第1計測ビームの前記計測面からの光を受光するヘッド部を有し、該ヘッド部の出力に基づいて前記保持部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測する計測系と;
前記計測系で計測された前記位置情報に基づいて、前記保持部材を単独で若しくは前記移動体と一体で駆動する駆動系と;
前記光学系と前記保持部材に保持された物体との間に液体を供給する液体供給系と;
前記保持部材上の前記物体の交換動作の少なくとも一部と並行して、前記保持部材上に残留する液体を除去する除去装置と;を備える露光装置。 An exposure apparatus that exposes an object through an optical system and a liquid and forms a pattern on the object,
A movable body having a space inside and movable along a two-dimensional plane including at least a first axis and a second axis orthogonal to each other;
A holding member that holds the object and is supported by the movable body so as to be relatively movable in a plane parallel to at least the two-dimensional plane, and a measurement surface is provided on a plane substantially parallel to the two-dimensional plane;
A head unit that is disposed in the space of the moving body so as to face the measurement surface, irradiates the measurement surface with at least one first measurement beam, and receives light from the measurement surface of the first measurement beam. A measurement system that measures positional information of at least the two-dimensional plane of the holding member based on the output of the head unit;
A drive system for driving the holding member alone or integrally with the moving body based on the position information measured by the measurement system;
A liquid supply system for supplying a liquid between the optical system and the object held by the holding member;
An exposure apparatus comprising: a removing device that removes liquid remaining on the holding member in parallel with at least a part of the replacement operation of the object on the holding member.
前記除去装置による残留液体の除去は、前記保持部材が、前記移動体又は前記別の移動体に支持されている状態で行われる請求項1又は2に記載の露光装置。 It is configured in the same manner as the moving body, and further includes another moving body that moves in a two-dimensional plane independently of the moving body,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the removal of the residual liquid by the removing device is performed in a state where the holding member is supported by the moving body or the another moving body.
前記除去装置は、前記物体交換位置に前記保持部材が搬入されたとき、前記凹部の内部に配管系を介して接続されるバキュームポンプを含む請求項2に記載の露光装置。 The holding member is mounted with a plate surrounding the periphery of the mounting region of the object, and is formed with a recess that forms a decompression chamber between the object and at least one back surface of the plate,
The exposure apparatus according to claim 2, wherein the removing device includes a vacuum pump connected to the inside of the recess through a piping system when the holding member is carried into the object replacement position.
光学部材と液体とを介してエネルギビームを照射して、二次元平面に沿って移動する移動体上の保持部材に保持された前記物体を露光する工程と;
前記保持部材上の前記物体の交換動作の少なくとも一部と並行して、前記保持部材上に残留する液体を除去する工程と;を含む露光方法。 An exposure method for exposing an object,
Irradiating an energy beam through an optical member and a liquid to expose the object held by a holding member on a moving body moving along a two-dimensional plane;
Removing the liquid remaining on the holding member in parallel with at least a part of the replacement operation of the object on the holding member.
前記パターンが形成された前記物体を現像する工程と;を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern on the object by the exposure method according to claim 7 or 8;
Developing the object on which the pattern is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009211588A JP2011061130A (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Aligner and exposure method, and method of manufacturing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009211588A JP2011061130A (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Aligner and exposure method, and method of manufacturing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011061130A true JP2011061130A (en) | 2011-03-24 |
Family
ID=43948379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009211588A Pending JP2011061130A (en) | 2009-09-14 | 2009-09-14 | Aligner and exposure method, and method of manufacturing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011061130A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017062490A (en) * | 2011-12-29 | 2017-03-30 | 株式会社ニコン | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method |
| CN110587554A (en) * | 2019-10-24 | 2019-12-20 | 上海隐冠半导体技术有限公司 | Micro-motion platform and motion device with same |
-
2009
- 2009-09-14 JP JP2009211588A patent/JP2011061130A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017062490A (en) * | 2011-12-29 | 2017-03-30 | 株式会社ニコン | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method |
| CN110587554A (en) * | 2019-10-24 | 2019-12-20 | 上海隐冠半导体技术有限公司 | Micro-motion platform and motion device with same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5704299B2 (en) | Object exchange method, exposure method, transport system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP5822082B2 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
| JP5534169B2 (en) | EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND CONVEYING METHOD | |
| JP5590363B2 (en) | Exposure equipment | |
| TWI497220B (en) | An exposure apparatus and an exposure method, and an element manufacturing method | |
| JP5532215B2 (en) | MOBILE DEVICE, EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD | |
| KR101648238B1 (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
| JP5614099B2 (en) | Mobile device, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
| JP2013511822A (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
| JP2013506267A (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP2013513224A (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP2013506268A (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP5299638B2 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP2013506270A (en) | Stage apparatus, exposure apparatus, driving method, exposure method, and device manufacturing method | |
| JP2013506269A (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP2011061130A (en) | Aligner and exposure method, and method of manufacturing device | |
| JP2011100878A (en) | Exposure device and method for manufacturing device |