TWI284785B - Exposure system and device manufacturing method - Google Patents

Description

1284785 狄、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 曰。^發明係關於將光罩或標線片±所形成之圖案轉印於 "Q等的基板上之曝光系統，以及使用該曝光系統來製造 半導體7L件、⑨晶顯示元件、攝影元件、薄膜磁頭等 件之元件製造方法。 【先如技術】 、半導體元件、液晶顯示元件、攝影元件、薄膜磁頭等 的元件之製程之一的微影製程中，係使用曝光裝置，以將 形成於光罩或標線片（以下總稱為光罩）之圖案，轉印在塗 布有光阻等感光劑之晶圓或玻璃板等（以下總稱為基板）。 近年來常用之曝光裝置可分為，步進且重複方式之曝 光裝置、例如縮小投影型的曝光裝置（所謂步進器），及步 進且掃描方式之曝光裝置。步進且重複方式之曝光裝置^ 係使晶圓步進移動，而將標線板上所形成的圖案一次就轉 印在各照射（Shot)區，並重複該動作。又步進且掃描方式 之曝光裝置，係使標線片與晶圓同步移動，而將標線片上 所形成的圖案逐次轉印在照射區，而對各照射區重複進行 該動作。 近年來，特別是隨著半導體元件高集積化之進展，曝 光裝置係謀求著，藉由曝光用光之短波長化、投影光學系 之向NA(數值孔徑）化以提昇解析力，並藉由正確且嚴格的 e理基線ϊ而提高重疊精度。在此所稱之基線量，係投影 1284785 於晶圓靈之標線片圖案像之基準點(例如投影中心)與離軸 方式之對準感測器的基準點(例如計測視野中心）間之距離 〇 又近年來在7L件之製造上係I求生產性之提昇，為 了使產能(單位時間所處理之晶圓片數)提高，標線片載台 及曰:曰®載台之加速度變快’用來驅動該等載台之馬達的發 熱Ϊ增大。用來驅動載台之馬達由於設在曝光裝置内部， 在重複進行曝光動作時會使曝光裝置内部溫度產生極大的 變動i制是，在步進且掃描方式之曝光裝置，由於在曝 光中是藉由馬達來驅動晶圓載台與標線片載台雙方，故溫 度變化的程度變大。又，不僅是設於晶圓載台及標線片載 台之馬達，就算在驅動曝光裝置内部之驅動系（例如投影 光學系之透鏡驅動系及標線片遮板之驅動系）時，曝光裝 置内也會產生溫度變化。 若曝光裝置内部之溫度產生變化，因投影光學系之光 學特性變化（例如最佳焦點位置之變動及像差之變化）而降 低解析力等之問題會產生，且因對準感測器及載台之熱膨 脹、熱變形而改變基線量、降低待投影圖案與照射區之重 疊精度等問題也會產生。為了防止這些問題，係結合曝光 裝置、與用來保持曝光裝置内之溫度為一定之溫度控制裳 置來構成曝光系統。最近的曝光系統，大多為具備大型且 冷卻能力強之液冷式溫度控制裝置’為了防止潔淨室内曝 光系統設置面積（foot print)之增加，溫度控制裝置之j 部或全部，大多是配置在設置曝光裝置的地面（設置面 1284785 方（本說明書稱「地面下」或「設置面下 【發明内容】

發JgJL要解決之課I 然而’當溫度控制裴置以上述形態來設置時，溫 制對象（標線片載台、晶圓載台等）係配置在設置曝: 之地面以上’用來回收循環於溫度控難象的冷媒之样 使冷媒循環用之泵、用來設定冷媒溫度之溫度調節” =置=下。因此，冷媒係被泵壓力進給至溫度控制 對象尚度為止之位置，通過溫度控制對象後利用高低差降 落而回收至槽中，再度藉由泵之壓力進給而循環於路徑。 具有上述循環路徑之溫度控制對象，由於採 通過溫度控制對象後降落之構成，在溫度控 = 可^產生負壓:例如，在循環路徑中停止冷媒之猶環= 曰ί生t的負严。若產生該負壓，溫度控制對象之標線 片載台及晶圓載台上所設之冷卻管（構成 分）會產生變形等，而逡絲# 4 導致载口動作性能降低的可能。例 如，在用來驅動載台之線性 11 時，因負麼而使冷卻管變形時，二動：鐵)内設置冷卻管 間的間隙變得不安定4，疋件(線圈)與冷卻管 ，故線性馬達的溫度安定 支仔不女疋 的推力安定性產生不* 性馬達 ^ 良〜曰。或起因於該間隙不安定而在 ，如此可能會對基線等的重㈠果声產生^ 溫度分布 了 〃里噓積度產生不良影響。 l284785 置护又§溫度控制裝置是以上述形態來設置的情形… 置化必須將殘存於；人 口又 冷媒。若採大… 内之空氣全部排除再充滿 n 泵壓力進給能力夠高，就算供給冷媒至 每路徑之位置及排除空氣之位置比循環路徑最高位】： 路 ’、回循％路徑最高位置，因此能將循環 内之空氣排除後再充滿冷媒。 另—方面’基於設置面積的限制等而不得不使用小型 媒^所知用的方法’係從循環路徑之最高位置附近將冷 i—至循環路徑内，並從循環路徑最高位置排除空氣， 體來使循環路徑内充滿液體’且使泵僅具備循環液 ‘徑：。然而’使用該方法時，由於並不-定能從循環 4置來排除空氣，有時無法完全排除循環路徑内 之工C。當有空氣殘存於循環路徑内時，由於循環路徑内 會產生背壓’在使用小型泵（壓力進給能力不足以對抗空 士想從下往上方上昇的力道)時，結果無法使所希望的； 量流過循環路徑，而使載台之冷卻能力降低，進而可二 導致載台動作性能之降低。又’線性馬達等的冷卻管：二 於空間上的考量要使用高耐壓的冷卻管有困難，若二環ς 徑内之背壓上昇，則會產生液體流量無法増加之問題：。 本發明係有鑑於上述事情而提出者，其目的係提供一 曝光系統，就算是受限於設置面積而將溫度調整器之一部 曝光裝置設置面的下方時’藉由防止=體 (冷媒）循環路徑中負壓產生及背壓上昇來維持冷卻能力 ，以使曝光裝置之性能安定化而保持於所期待的性能，結 1284785 果能提昇元件之製造效率；並提供出使用該曝光裝置之元 件製造方法。 題之丰t 為了解决上述課題，本發明的第丨觀點之曝光系統， 係具備曝光裝置（1)，以將標線片載台（2)上所保持之標線 片（R)之圖案像，透過投影光學系（pL)來投影轉印於基板載 台（5)上所保持之基板（w)上；其特徵在於具備：循環裝置 (74)及槽（81),忒彳盾環裝置（μ)，係配置於該曝光裝置（1) 之β又置面（FI、FL)下，且透過循環配管而使液體循環於擇 自私線片載台（2)、基板載台（5)、投影光學系（pl)中任一 物體，以控制該物體之溫度；該槽（81)，係在内部收容液 體，並配置於曝光裝置（1)之設置面（F1、FL)以上，其透過 第1配管（82)而連接於液體循環路徑内之液體從該物體往 循環裝置（7 4 )的路徑之中途。 依據本發明，由於將配置於曝光裝置設置面以上之槽 透過第1配管而連接於從該物體往循環裝置的路徑中途 而將槽同度位置所對應之液體壓力施加於循環裝置之上 游側，就算在將溫度調整器之—部分或全部配置在曝光裝 置的設置面下時，仍能防止液體循環路徑中之負壓產生。 在此較佳為，該槽（81)為大氣連通型，且相對於設置 面(n、FL)，該槽⑻)内之液體的液面高度，係設定在標 線片載台(2)的高度位置與基板載台⑸的高度位置之間。 係 ^ 广奴％日▽弟Z觀點之曝光系統， 具備曝光裝置⑴，以將標線片載台⑺上所保持之標麟 1284785 片（R)之圖案像，透過投影光學系（PL)來投影轉印於基板載 台（5)上所保持之基板（W)上；其特徵在於具備：循環裝置 (74)、密閉型第1槽（80)及第2槽（81);該循環裝置（74) ，係配置於該曝光裝置（1)之設置面（j?l、FL)下，且透過循 環配管而使液體循環於擇自標線片載台（2)、基板載台（5) 、投影光學系（PL)中任一物體，以控制該物體之溫度；該 密閉型第1槽（8 0 )，係在内部收容液體，並配置於曝光裳 置（1)之設置面（FI、FL)下，而設置在液體循環路徑内之液 體從該物體往循環裝置（7 4)的路徑内；該第2槽（81 )，係 在内部收容液體，並配置於曝光裝置（丨）之設置面（F1、FL) 以上，其透過第1配管（82)而連接於第1槽（80)。 依據本發明，係在曝光裝置之設置面下、且在從物體 往循環裝置之路徑内設置密閉型的第1槽，並在曝光裝置 之没置面以上配置第2槽，再透過第1配管來連接第2槽 與第1槽。依據該構成，雖物體與第1槽間之高低差距大 而會產生大的負壓，但由於透過第丨配管來連接位於設置 面以上之第2槽與位於設置面以下之第1槽，故對應於第 2槽與第1槽的高低差距之大壓力會施加於第1槽（循環裝 置之上流側），而和第1觀點之曝光裝置同樣地，能防止 液體循環路徑中之負壓產生。 此處’在第1觀點之曝光系統與第2觀點之曝光系統 中較佳為，循環配管及第1配管（82)，係由對壓力之容積 變動小於既定值之材料所構成。 為解決上述課題，本發明之第3觀點之曝光系統，係 12 1284785 具備曝光装置（1 )，L7 ^ 4® λα ⑻之… 片載台⑵上所保持之標線片 UO之圖案像，透過投影氺與 、子糸（PL)來投影轉印於基板載台 ()上所保持之基板上；農 ”特徵在於具備··循環裝置 (4)及除去用配管（83、8 ^ ^ 忒循J衣裝置（74)，係配置於 石亥曝先波置（1)之設置面（F1、 FL)下，且透過循環配管而使 液體循核於擇自標線片载台⑵、基板載台⑸、投影光學 系(PL)中任一物體，以控制該物體之溫度；該除去用配管 =3 84) ’係連接於液體循環路徑内之液體從該物體往循 環裝置（74)之路徑内’以將循環於循環路徑之液體内混入 之氣泡除去。 依據本發明，由於將用來除去液體内所混入的氣泡之 除去用配管連接於循環路徑，當循環裝置進行液體之循環 動作時，循環於循環路徑之含氣泡液體自然會流入除去用 配官中，僅藉由進行液體之循環動作即可自動地除去液體 内所混入之氣泡。由於在液體循環於循環路徑的期間經常 進行"亥動作，隨著液體循環時間（次數）之經過，起因於液 體内混入的氣泡之背壓會逐漸減低，最終可使空氣所造成 的背壓完全消失。 為解決上述課題，本發明之第4觀點之曝光系統，係 具備曝光裝置（1)，以將標線片載台（2)上所保持之標線片 〇〇之圖案像，透過投影光學系（PL)來投影轉印於基板載台 (5)上所保持之基板（W)上；其特徵在於具備：循環裝置 (74)、大氣連通型的槽（81)、及檢測機構（2〇〇);該循環裝 置（74) ’係配置於該曝光裝置（1)之設置面（1?1、fl)下，且 13 1284785 透、循％配官而使液體循環於 二α、 、擇自軚線片載台（2 )、基板載 σ (5)、投影光學系（)中/ • 任一物體，以控制該物體之溫度 t= 81)’係在内部收容液體，並配置於曝光裝置⑴之 :F1、FL)以上，其透過第1配管(82)而連接於液體 循壤路徑内之液體從該物體 版仕循％裝置（74)的路徑之中途 ;該檢測機構（200)，係檢測屮播“η# ^丨l ^ 々欢列出槽（81)内所收容的液體之液 面位置。 -依據本發明’藉由設置大氣連通型的槽，就算因配管 壓力而產生容積變動的情形’可減少液面的變動，藉由監 視液面變動而提昇液體洩漏之可靠性。 在此’在上述第1觀點〜第4觀點中任一觀點之曝光系 統’較佳為具備第！溫度調整器(7〇)與第2溫度調整器⑺ 、78);該第1溫度調整器（7〇)，係配置在設置面（ρι、fl) 下’而將液體相對於既定溫度進行過冷卻或過加熱；該第 2溫度調整器（75、78)，係配置在設置面（η、fl)下，並 在循環㈣内之液體往該物體之路徑上、配置成比帛i溫 度凋整器(7〇)更靠近該物體附近，而將被帛1溫度調整器 (70)調整溫度後之液體溫度調整成該既定溫度。 以上的曝光系統，可防止液體循環路徑中之負壓產生 及背壓上昇，能維持冷卻能力而使曝光裝置性能安定化以 保持在所期望的性能，結果可提高元件之製造效率。 〔實施方式〕 以下’參照圖式來詳細說明本發明之一實施形態之曝 光系統及元件製造方法。圖丨係顯示本發明的一實施形態 14 1284785 之曝光系統所具備的曝光裝置之概略構成。本實施形態中 係舉適用於步進且掃描方式的曝光裝置的情形作說明， 4曝光裝置，係相對於目i中的投影光學系pL，使光罩、 P私線片R與基板、即晶圓w相對地移動，同時將形成於 標線片κ之圖案轉印於晶圓WJi，而製造出半導體元件。 又，以下的說明中，係設定圖i所示之χγζ正交座標 系，而參照該ΧΥΖ正交座標系來說明各構件的位置關係。 ΧΥΖ正父座標系，係將X軸及γ軸設定成和晶圓W平行， 將Ζ軸設定為和晶圓w正交的方向（沿投影光學系PL的光 軸AX之方向）。圖中之χγζ座標系，實施上將χγ平面設定 為和水平面平行的面，ζ軸則設定在鉛垂方向上。又，本 實施形態，係將曝光中（圖案轉印中）標線片R及晶圓w之 移動方向（掃描方向）設定為γ方向。又，將環繞各軸之旋 轉方向設為0Z、0Y、0X。 圖1所示之曝光裝置1，係大致由照明光學系丨U、載 台裝置4、投影光學系PL、載台裝置7、及反作用框架8 所構成。照明光學系IU，係用來自光源（未圖示）之曝光用 照明光而以均一照度來照明光罩、即標線片1?上的矩形（ 或圓弧狀）照明區域。載台裝置4係包含，用來保持光罩 並使其移動之光罩載台（標線片載台）2，及用來支持標線片 載台2之標線片盤3。投影光學系pl，係將標線片R上所 形成的圖案以縮小倍率1/α (α例如為5或4)來投影於基 板、即晶圓W上。載台裝置7係包含，用來保持晶2 使其移動之晶圓載台5，及用來支持晶圓載台5之晶圓盤6 15 1284785 反作用框架8係用來支持載台裝置4及投影光學系PL。 照明光學系IU，係被固定在反作用框架8上面 柱9 m w <叉持 ^ 叉得。又，曝光用照明光，可使用例如超高壓水銀 【所射出之紫外光區的光線（g、線、i、線），KrF準分子雷射 光（波長248nm)等的遠紫外光（DUV光），ArF準分子雷射光 ^波長193nm)或h雷射光（波長157nm)等的真空紫外 專等。反作用框架8,係設置在座板(水平載置於地 上，在其上部側及下部側分別形成向内突出之段

8a 、 8b 。 又 σ …構成載台裝置4之標線片盤3之各角部，係透過㈣ 早疋11而以大致水平的方式被支撐於反作用框架8之严^ 線片盤3之中央部形成標線片R之圖案像可：: 圖广僅圖示出配置於X方向之防振載㈠ ' ;γ方向的防振載台之圖示予以省略。 又，標線片盤3的材料可使用金屬或

二：用t:/藉由這些防，11，將透過《 作用框杀8而傳到標線片盤3 級（G為重力加速度）。 振動絕緣成被 盤St:?/移1上广票線片載…持成可沿_ 進仃2、准移動。在標線片載 2 空氣軸承(氣墊)14,藉由這些氣墊14;將標固定著f數布 數微米左右的間隙浮動支撐於 片載台2 ^ 片載台2之中央部形成開口 2a…桿線片上般又’在標韓 、知線片盤3之開口 3ί 16 1284785 連通，而使標線片R之圖案像通過。 2此，針對標線片載台2作詳細說明。圖 系統所具備之曝光裝置所設的標線片 載。之外硯立體圖。如圖2所示，標 標線片粗動載台16及標線片微動 二：具備. 載口 16’係綱片盤3上被一對[線性馬達 、15以既定行程驅動於γ轴 … ’、 孫h一 亥標線片微動載台18, 係在忒私線片粗動載台1 6上一 ⑽與-對γ音圈馬達(驅動 心靭你η π倣小驅動於χ、γ、0 方向。標線片載台2，雖异由一綠μ «動都么由‘線片粗動載台16及標線片 -動載口 18所構成，但圖！中係省略其圖示。 ㈣亡1=達，係具備固定構件20與可峨 墊)19而被浮動支二=1轴之複數個空氣軸承(氣 ❼動支撐於標線片盤3上，並沿γ軸方 構ΠΓΓ21 ’係對應於固定構件20而設，透過連結 ?2而固定於標線片粗動載台16上。因此，基於動量 合因應標線片粗動載台16之+γ方向的移動，固 疋 0會作為配重而往-Υ方向移動。 的移定構件20之移動，可將標線片粗動載台16 的移動所伴生的反作用力抵消，並防止重心位置之變化。 線性馬達15之可動構件21與㈣構件麵合， 虽:寺進行相對移動時，會有想停止於原先位置的力量作 者因此’本實施形態中設有未圖示之用來修正固定構 件20的移動量之調整馬達，以使其到達既定的位置。 17 1284785 標線片粗動载纟16，係被一對γ導件5ι、5ι沿 ::引導’該一對Y導件51、51係固定在標線片盤3的； 央⑷所形成之上部突出部扑上 片粗動哉么Ί β ，口 Υ季由方向延伸。標線 Υ導件5t51r :藉由未圖示之空氣轴承而被支撑成相對 蛉件51、51形成非接觸。 在標線片微動載台18，係透過未圖 附;呆持著標…。在標線片微動載台… 斤係固定著直角棱鏡所構成之一對γ移動鏡52a、52b.在 片微動載台18…向端部，係固定著η轴方向 =平面鏡所構成之X移動鏡53。又，藉由分別對^ 涉移動鏡53照射測長光束之3個雷射干 二=目不）來計測其與各移動制的距離 ζ，測出標線片載台2之X方向及Υ方向的位置、= Ζ軸旋轉的方向旋轉。 及％ 回到圖卜投影光學系、PL，係包含複數個折射光學元 側之：:：)而構成，物體面(標線片R)側與像面(晶圓w) 而具有圓形投影視野。又，投影光學系

之波透鏡71件之玻璃材，按照曝光用照明光 1如可選擇石英或螢石。當從照日月光學系J U 出之㈣光照到標線片W，透過標線片R後之照明光會 射入投影光學系PL，而將形成 a 像在投影光” PL的像面：=片之圖案的部分倒立 圓形視野巾央限制成狹縫 匕:風藉此，投影後的圖案之部分倒立像，係在配置 、“’學系PL的成像面之晶圓w±的複數照射區，，縮 18 1284785 小轉印在1個照射區表面之光阻層。 。又於扠如光學系pL (構成投影光學系pL)之透鏡元件的 :部分（例如5個透鏡元件），係藉由使用壓電元件之致動 、磁應變致動器、流體壓致動器等的驅動源，而能在光 軸AX '向(Z方向)移動且以χ方向或γ方向為軸而傾斜( 傾動）。藉由調整這些可移動且可傾斜之透鏡元件中的一 個之妥勢，或藉由使複數個透鏡元件的姿勢產生關聯並進 行調整，例如可將投影光學系PL所產生之5個旋轉對稱像 差及5個偏、像差作個別地修正。在此所稱之$個旋轉對 稱像差，係、指倍率、畸變像差（扭曲像差）、形像差、像 面’曲像差、球面像差。又所稱《5個偏心像差，係指偏 心畸變像差（扭曲像差）、偏心絲形像差、偏心像散像差、 及偏心球面像差。 投影光學系PL，係在透過防振單元24而被大致水平 地支撲於反作用框架8的段部8b上之鑄件製的鏡筒盤託 中，以光軸AX方向為z方向而從上方插入，並卡合於突緣 23 ”配置於鏡筒盤25各角部之防振單元24，係將可調整 内壓之氣動座26與音圈馬達27串列配置於段部讣上而構 成圖1中，僅圖不出配置於X方向之防振單元24，對配 置於γ方向之防振單元則予以省略。藉由這些防振單元24 將透過座板1 〇及反作用框架8而傳到鏡筒盤2 5 (進而傳 到投影光學系PL)之微振動絕緣成微G級。 載台裝置7主要係具備：曰曰曰圓載台5，將該晶圓載台5 支樓成可在XY平面上之2維方向移動之晶圓盤6，和晶圓 19 1284785

載台5 -體化之用來吸附保持晶圓w之試料台Μ，將晶圓 載台5及試料台ST支撐成可相對移動之X導桿狀。在曰 圓載台5底面’固設有非接觸軸承之複數個空干氣軸承(I 塾）28,藉由這些空氣軸承28’而該晶圓載台5以例如數 微米左右的間隙浮動支撐於晶圓盤6上。 晶圓盤6,係透過防振單元29而以大致水平的方式被 持在座板10上方。配置在晶圓盤6各角部之防振單元 I係將可調整内壓之氣與音圈馬達^並排配置 於座板10上而構成。圖i中，描 费單亓…… 出配置於x方向之防 振早U9,對配置於¥方向之防振單元則予以省略 這些防振單元29,將透過座板1〇傳 ㈣ 絕緣成微G級。 b之U振動 一此處針對晶圓载台5作詳細說明。圖3係本發明的 貫㈣悲之曝光系統所具備的曝光裝 T立體圖。如圖3所示，χ導桿心二:台 的長形物，在其長邊方向兩端 ^向 可動構件36、36。置W早几所構成之 鐵單元之固定構件〜可動構件36、36而設有磁 支持部32、32(夫昭1 係設置在_ 1〇上所突設之 構件打簡略化之^/’们中係將可動構件％及固定 藉由可動構件36及固定構件37來構成… :)33,藉由可動構件36與固定==1(驅動 用所產生之驅動，而使J[導捍Κ沿y方向二二相互 整線性馬達33、qq ° 向移動’藉由調 之驅動而進行ΘΖ方向之旋轉驅動。亦 20 1284785 即，藉由線性馬達33， 圓載台5(及試料台ST， Z方向驅動。 而使和X導桿XG大致一體化之晶 以下簡稱試料台ST)沿Y方向及0 的又，在X導桿U方向側，安裝著X調整馬達34 件。X調整馬達34’係藉由產生χ方向的推力以 二X導桿XG在X方向的位置，其固定構件(未圖示)設於 作用框架8。因此，將晶圓載台5沿X方向驅動時之反 作用力’係透過反作用框架8而傳達至底板1〇。 試料台st，係透過磁鐵（用來使其與χ導桿狀在2方 =持既定量的間隙）及致動器所構成之磁導件，而以在χ ^可進行相對移動且非接觸的方式被支持、保持於χ導

:上。晶圓載台5’係藉由將固定構件埋設於χ導桿XG :性馬達(驅動源)35所產生之電磁相互作用而被驅動 晶圓未圖示出之Χ線性馬達之可動構件，係安裝在 41 ° 的上面，係透過晶圓保持具 而糟由真空吸附等將晶圓w固定住（參照们，圖3中省 ί 岭具圖示）。 又」關於驅動源，係以X線性馬達35配置成比線性馬 5±料^晶圓w的方式，來將線性 =可動構件固定在試料“T。因此，X線性馬達35較 而木用’以發熱源之線圈為固定構件、且使其遠離晶圓 性而不直接固定在試料台ST之動磁式線性馬達。又，又線 ST 733,由於須將X線性馬達％、X導桿XG、試料台 ?為-體來驅動，其所需的推力比χ線性馬達Μ大很 21 1284785 多。因此，必須更多的電力，且發熱量也比χ線性馬達35 為大。因此，線性馬達33較佳為使用動磁式的線性馬達 。而，動磁式之線性馬達由於必須使冷媒（液體）循環於 可動構件36，當裝置構成方面不方便時，亦可使用在可動 構件36側設置磁鐵之動磁式線性馬達。 晶圓載台5之X方向的位置，係藉由圖】所示的雷射 2涉計44而以既定的解析能力、例如〇 5〜inm左右的解析 此力來即時計測；該雷射干涉計^，係以固定於投影光學 ^ PL曰鏡筒下端之參照鏡42(參照圖υ為基準，而計測出固 〜在曰曰圓載口 5的局部之移動鏡43的位置變化者。又，藉 ® 丁的參照鏡、雷射干涉計及移動鏡（配置成和參照 移動鏡43、雷射干涉計44形成大致正交）來計測晶 =載之Υ方向的位置。又，這些雷射干涉計中，至少 方係具備2個以上、、目||且j, “長軸之夕軸干涉計，根據這些雷射 干涉計之計測值，不倡At +、， χ 此未出晶圓載台5(進而為晶圓W)之 °位置及Y方向位置，也能求出Θ旋轉量及水平量。

在3:’如圖1所示，投影光學系PL之突緣23上，分別 在3個不同處固設有 刀乃J 地圖示出1個㈣干涉計45(圖1中僅代表性 計45的部分，分別形鏡筒盤25之面對各雷射干涉 /由十a /成有開口 25a。透過這此開口 25a而 使來自各雷射干涉計4 边、、一開口 Z5a而 至晶圓盤6。晶圓盤6 ^方向雷射光束（測長光束）照射 分別形成有反射面。因此面之面對各測長光束的位置’係 能以突緣23為基準而利用上述3個雷射干涉計45， 口十測阳圓盤6上3個不同點的Z位置。 22 1284785 ^其_人，說明本實施形態的曝光系統所具備的溫度控制 裝置。圖4係顯示本發明的一實施形態之曝光系統所具備 的：度控制裝置之構成。圖4所示之溫度控制裝置，係大 致區分成：用冷媒（液體）以投影光學系PL及對準系AL為 制對象而進行溫度控制、管理之第1控制系6 1，以及： 獨立於第1控制系61之用來進行溫度控制、管理之第2杵 制系62。 二 又，第1控制系61及第2控制系β2係分別配置於不 同的框體（圖4中並未圖示）内。如此般，在本實施形態， 係將發熱量或溫度變化量在既定量以内之投影光學系孔 及對準系AL、與發熱量或溫度變化量大於既定量之標線片 載台2及晶圓載台5予以個別地控制。又，作為溫度調節 用的冷媒，雖可使用HFE(氫氟醚）、氟氣碳化物、純水， 本實施形態係基於地球環境保護的觀點，而使用地球溫暖 化係數低且臭氧破壞係數為零之Hj?e。 第1控制系61中實施溫度調節後之槽63内的冷媒， 在經過泵64後，係分支成依序循環於投影光學系pL及對 準系AL之循環系C1、與藉由蒸發器65冷卻之冷卻系C2。 剛從泵64吐出後之冷媒溫度，經由溫度感測器66檢測後 輸出至控制器67。關於循環系ci，在投影光學系pl，係 環繞鏡筒68周圍來進行配管以將冷媒之溫度調整範圍設 定為較廣。在本實施形態，於圖4中，冷媒係環繞鏡筒68 周圍而進行由上往下之螺旋狀來循環，但不並限於此構成 ’使其進行由下往上之螺旋狀循環亦可。 23 1284785 又’在循環系Cl中設有溫度感測器69，以檢測出循 環於投影光學糸PL前之冷媒溫度’並將其檢測結果輸出 至控制裔6 7。又’在本實施形態，如上述般，係藉由大致

全面環繞鏡筒68周圍之螺旋狀配管來進行投影光學系pL 之調溫，但本發明並不限於此，在投影光學系pL之保持 構件（突緣23)部分實施配管以進行調溫（突緣調溫方式）亦 可° 離軸系之對準系AL，可使用LSA(雷射步進對準， Laser Step Alignment)方式、FIA(場像對準，[衫打 Image Alignment)方式、或LIA(雷射干涉對準，[⑽叶 Interferometric Alignment)方式之對準感測器。lsa方式 ，係將He — Ne等的雷射光在晶圓以點列狀的對準標記 照射，使用被該標記繞射或散射之光來檢測標記位置二 FIA方式，係用以鹵素燈等為光源之波帶寬較廣的光昭 明，將CCD攝影機等所攝影之對準標記的影像資料作則象 處理而檢測出標記位置。 又，LIA方式，係對晶圓w上之光柵狀的對準標記， 以相對於間距方向呈對稱傾斜之2個同調光束（半雷體雷 射謂施照射’使所產…個繞射光干涉，根㈣相 位來計測對準標記的位置…作為對準感測器，例如可 採用刪/咖所揭示的方式，亦即對晶圓上的對準桿纪 照射與其垂直的對準檢測光（He_Ne或yag雷射光等）^ 產生之同一級數的繞射光。本實施形態中，係 才木用上述中之FIA方式的對準感測器。 24 1284785 在上述循環系C1之對準系AL中，係使冷媒循環於對 準光源來進行溫度調節。其循環方式，例如和投影光學系 PL同樣地’可在收納光源之框體上進行螺旋狀配管。又， 在對準系AL +，不僅是對準光源，對於收納對準用光學 系之框體也進行冷媒循環來實施溫度調節亦可。又，不僅 是離軸系，透過投影光學系PL來檢測晶目w上的標記之 TTRCThrough The Reticle)^ TTLdhrough The Lens)

方式中也同樣地，可使冷媒循環於對準光源及框體而進行 溫度調節。循環系C1中循環於對準系AL及投影光學系pL 之冷媒，係回流至分隔成上下連通的二層之槽Μ 室。 另方面，冷卻系C2之冷媒經蒸發器65冷卻後係分 二:往：：的上側室回流之路徑C3,與流向第丨溫度 *，、、又換益70之路徑C4。又，蒸發旰，係藉由 使氣體冷媒循環之；人；φ德 衣之~凍钱Μ來冷卻。冷卻後之冷媒， 路徑C4被第1溫度，黎 、 又凋1為、即熱交換器70進行熱交換後 ，回流至槽63夕μ /日，丨6 上側至而重新冷卻。在槽63之下 配設有藉由控制器67控制之加熱器71。該控制器π，係 根據溫度感測器66、69之檢測結果來控制加熱器7ι之驅 動以透過冷媒而將對準系al及投影光 制（管理）在既定、、W降， "^ ^^ 凰度、例如23°c ±0. 01°C。又，圖4中之 付號P L所指之虛線，孫 一 、 系代表圖1所示的曝光裝置1之呀詈 面（設置曝光裝置】之她之°又置 1控制系61之幾乎所^ 此，以上所說明之構成第 戍十所有的構件均配置在設置面FL以上， 25 1284785 而僅熱交換器70配置在設置面fl以下。 第2控制系62中，被第i溫度調整器、即熱交換器 70冷卻後之冷媒係分支成：循環於標線片載台2之循環系 C5,與循環於晶圓載台5之循環系C6。第2控制系62中 之冷媒，不會回流至槽63而是在密閉系中循環。又，循 環系C5相當於本發明之第丨循環路徑，循環系邙相當於 本發明之第2循環路徑，循環系C5及⑶相當於本發明之 液體循環路徑。

在循環系C5,在熱交換器7〇下游的位置設有相當於 第2皿度凋整器的一部分之加熱器％ ’並設有溫度感測器 76a、76b，以分別檢測出循環於標線片載台2前之冷媒溫 度與循環於標線片載台2後之冷媒溫度。溫度感測器恤 :76b之檢測結果輸出至控制器77。控制器π，係將溫度 感測器76a、76b所輸出之檢測結果取單純平均或加權平均 ，根據所得之冷媒溫度而對繼75進行回授控制，以 將標線片載台2之溫度控制（管理）在既定溫度、例如饥

…在循環系C6，在熱交換器7〇下游的位置設有相當 弟2 :度調整器的一部分之加熱器78 ’並設有溫度感濟 二广：：以分別檢測出循環於晶圓載台5前之冷媒溫 契循壤於晶圓載台5後之冷媒溫度。溫度感測器、 :檢：果輸出至控制器77。控制器…係將溫度感測 ㈣出之檢測結果取單純平均或加權平均，根 斤传之冷媒溫度而對加熱器78進行回授控制，以將晶 26 1284785 載台5之溫度控制（管理 。藉由循M s 列如 23°c±0.01°c 、/、 < %於標線片載台2之冷媒、及藉由猶 系C6循環於晶圓葡a ς 午' 及糟由循％ 後，传读、…媒，被回收至密閉型的槽80 後係透過循％裝置、即泵74而厭*、、，，人 。ν 〇Λ 果74而屋力迗給至熱交換器70 曰係相當於本發明之第1槽或密閉型槽。 ”如二上:」構成第2控制系62之各構件中，標線片载 口 ：::因載“、溫度感測器7一、溫 、79b係設置在設置面p 上’槽80、泵74、献交換哭 7〇、加熱器75、78及押制口。77〆 …、又換益 8及拴制益77係設置在設置面Fl以下， 因此循環系C5、C6會產生古柄兰 w丄 H . A 9 生阿低差。错由循環系C5循環於 議載口 2之冷媒、及藉由循環㈣循環 之冷媒’不僅受…出的影響、也會受重力之影響而 回收於槽80，例如，當停止 而 7媒之循％犄，可能會在標線 片载台2及晶圓載台5產生大的負壓。 若在標線片載台2及晶圓載台5產生負壓，該等載么 所具備之線性馬達所附設之冷卻管會招致變形等，而錢 性馬達之發熱部與冷卻管間的冷卻液流通的間隙變狹窄， 由於冷卻液變得不易流過而造成冷卻效果降低，進而導致 線性馬達之性能降低。為了防止造成以上問題的成因之負 壓產生，本實施形態甲’係在設置面FL以上的位置設置 大氣連通型的# 81，將該槽81與設於設置面FL以下之槽 8〇藉由第1配管、即連接配管82來連接。該槽81係相合 於本發明所稱之槽或第2槽’係設置於設置面fl以下之所 希望的位置，若考慮到循環於循環系C5及循環系Μ之冷 27 1284785 媒的動恶壓力’所收容之冷媒的液面在高度方向(z方向) ’考慮到晶圓載台5之背壓、標線片載台2之背壓、泵74 之能力等，較佳為配置在標線片載台2與晶圓載台5之間 更佳為，考慮到標線片載台2側之馬達（被冷卻對象）之 于I 〃曰曰圓載台5側之馬達（被冷卻對象）之耐壓各別的 上限：下限值間之均衡，而進行槽Μ Θ冷媒之液面高 度設定。 Α :據°亥構成’由於連通至大氣的槽81係配置在晶圓載 σ與枯線片載台之間，當冷媒充滿循環路徑内時，將對晶 圓載台(循％於晶圓载台側的線性馬達之配管)施加正壓。 另-方面，雖會對標線片載台（循環於標線片載台側的線 性馬達之配管）施加些微的負壓，但該負壓程度僅相當於 標線片載台側線性馬達與槽81之高低差（例士。0.3m)。這 時施加於標線片載台侧之些微負麼，相較於配置於設置面 FL下方之槽80與標線片载台之高低差（例如所造成的 負，來得小很多。X’關於標線片载台側之配管耐壓與該 些被負麼’結果施加於声綠y备 ^線片《台側的配管之麼力將成為 正塗’或就算是負壓，對配管的耐壓而言也只是極小(可 忽視）之負壓°因此’起因於標線片載台側線性馬達盘槽 8…低差而對標線片載台施加負壓所引起之標 側配管之變形（壓力損失），將變成幾乎可忽視。 又：在該大氣連通型槽81設置檢測用感測器200(檢 測機構）、，以監視（檢測）槽内部所收容之液體液面（表幻。 利用該感測器2G0，流經循環路徑C5或c6之流體，不管 28 1284785 猎由監挪其液面之上下變動即可㈣ 液體泡漏。該感測器200之輪出係送 偵知出 器77,當感測器200檢挪 工° 7。在控制 210作動而進行報知（警告） 、艮知政置 文用考之表不。友太 ，雖將感測器200之輸出送往控制器77,但本發明：：態 於此，將感測器200之輪出送往曝光裝置}内未 限 CPU，而在曝光裝置！所附設之回不、主 別态上進订報知亦可。 又，如圖4所示，當循環系μ内所 置在設置面FL下時’為減輕泵74的負荷而使心配 時：必須利用重力而將循環系C5、C6全體：所殘：的 空氣脫氣以使冷媒形成充滿。妙 此 子、 Λ、、、而’在刖述般槽81 i® 線片載台2的循環系C5之最 比私 點為低的情形等，基於梦詈 之構成而無法從循環系C5、c 、、置

Si :内所殘存的空氣並無法完全地脫氣，起因於I 麼限制等，可能會益法將循以%馬達之冷卻管的耐 望的數值。 ^“心C5、G6之流量設成定所希 為防止°亥月壓’係將冷媒中所混入的氣泡除去用之配 管⑽連接於循環系C5的一部分(標線片載…：= =並將配管84連接於循環系C6的—部分（晶圓載台5 1 8。之間），且將該等配管⑽、84與槽81連接。又， 己S 83 84上分別設有流量調整用閥85、86。配管83相 當於本發明之第冲 除去用配管，配管84相當於本發明之第 2除去用配管’配管83及配管84相當於本發明之第“己 29 1284785 &或除去用配管。又，閥85、86係相當於本發明之流晋 整構件。 调 如圖4所示，由於配管83、84連接於循環系 ，^ b 田4 %系C5、C6之流量不同時所產生的現象，係僅循學 於一循環系之冷媒會透過配管（83或84之一方）而流入槽 81循％於另一循環系之冷媒則不透過配管（83或84之另 方）机入槽81。若產生該現象，冷媒會流入槽81中那一 方的循環系中循環的冷媒所混人的氣泡，會產生無法除去 ::題。為解除該問題’係設置㈤85、86，以調整從循枣 糸。5透過配管83流入槽81之冷媒流量、與從循 : 透過配管84流入槽81之冷媒流量兩者間之均衡。 β ^據以上的構成，當冷媒在循環系C5、⑶進行循辱 ，混入氣泡之冷媒會透過配管83、84而流入槽8卜= ，泡從積存於# 81中之冷媒液面排放至大氣中。如此 ^貫施形態，由於是在冷媒循環於循環系C5、C5的期 冷媒中所混入的氣泡除去，混入冷媒中的氣泡所

將逐漸降低，最終可使得氣泡所造成之背面完 :。又，由於藉由使冷媒循環即可自動除去氣 壤於循環C5、C6的冷媒中所、、曰人々严* 將 的作業即可省略，而能謀、二:：泡以作業員定期除 的減低。 統之維修保養所需成 -，隹尽m怨’係在循環系C5、c =泡除去用的配管83、84，但本發明並不限於此連= 循環纟C5W別連接複數根L用配管（= 30 IZ«4785 ’可對複數根配管分別設置閱(和 ’只要對-個楯環系 > 86相同者）。如此般 可縮短氣泡排出所二 艮虱泡除去用配管，即具備 千L也徘出所需時間的效 、— 配管之配置位置可為任意的位置。，讀根氣泡除去用 ^ V s ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 4 ^'1 ^ t)t 溫度二:置： … 配置例。圖5中’係幾乎省略掉圖4所示 、I制系61之圖不，而僅圖示出有關第2控制系62 的構成，並對與圖4所干$ μ /生& a , 斤不之構件相§的構件賦予相同的符 號0 /如圖5所示，包含照明光學系w、標線片載台2、投 〜光子系PL、曰日圓載台5等而構成之曝光本體部g 〇，係收 容於曝光室91内，而溫度控制裝置中所設之槽8〇、泵74 、熱父換态70、加熱器75、78及控制器77 ,係收容在溫 度調整裝置93内。 收容曝光本體部9G之曝光室91，係透過防震墊94、 94而設置在地面F1上，溫度調整裝置93則透過防震塾95 、95而設置在位於地面F1下之地面F2上，曝光室91與 溫度調整裝置93係設置成互相分離。又，圖4中之設置面 FL，係代表圖5中地面F1的高度位置。在曝光室91與溫 度調整裝置93係進行配管，而和圖4所示的溫度控制裝置 同樣地設置循環C5及循環系C6所構成之溫度控制系。 又，如圖5所示，在曝光室91之側方、且高度位置在 標線片載台2與晶圓載台5之間係設有槽81。在具備檢測 31 1284785 裝置（可利用積存於該槽81 +的冷媒之液面變動來檢測冷 媒之戌漏）的情形，為了在冷媒未產生茂漏之通常循環狀 態下儘量減少液面變動，作為循環系C5、c6所用之配管( 相當於本發明所稱之循環配管）及連接配管82,可使用冷 ㈣力所造成之變形(容積改變)比既定值為小之材料製的 配管。该配管的材質，齡社炎 、奴佳為例如使用SUS等高剛性的材 料’在必須f曲的部位則以使用撓性sus為佳。又，在本 實施形態’循環系（:5、（:6所用之配管及連接配管82所用 的材料對C力之f形’雖是設定成比配管、Μ所用的材 料（樹脂）對壓力之變形為小（互為不同），但並不限於此， 使所有的配管(循環配管、配管82〜84)均以同一材料來形 成亦可。 j此針對槽81與連接配管82及配管83、84之連接 例作》兄明。圖6係顯示槽81與連接配管Μ及配管^ 之連接例’⑷顯示槽81屬小型槽時的連接例，⑻顯示槽 ?屬大型槽時的連接例。如圖6(a)所示，當槽81為小型 :^ 83 84並不直接連接至槽8卜而是在槽81的底 部附近貫通連接配管82的側壁而-度繞到連接配管82的 内部’再透過槽81與連接配管82之連接部而配置在槽Μ 内，㈣用所謂間接和槽81連接的構成。 配官83之端部83a及配管84之端部—均配置在比 槽^中所積存的冷媒液面為上方的位置。如此般，藉由 將配吕83之端部83a及配管84之端部84a配置在比槽81 斤積存的媒液面為上方的位置，透過配管Μ、84流人 32 1284785 =中的冷媒所混入的氣泡’並不會承受來 内之冷媒的m力（液麼），而排放 、槽 良好地除去冷媒t的氣泡。 因此能效率 所示，當槽81為大型時，配管83 1 83 =:通槽81的底面來進行連接。這時較佳為，配管 ^卩83a及配管84之端部以配 積存的冷媒液面為上方的位置。^，在巴△比槽81中所 泡之，+ ^ 1又在圖5中，考慮到氣 :二’係將構成循環系㈣的一部分之配管從曝光 配管:;：行於地面F1的方向拉出，並對該拉出後的 成循Μ 致朝正交的方向連接配管83、84,但構 m的—部分之配管與氣泡除去用的配管83 、之連接形態並不限於圖5的例子’例如只要經常呈向 亡傾斜’即可效率良好地利用氣泡的浮力來進行除去，而 月b採用任意的連接形態。 西以上，係以本發明之一實施形態之曝光系統所具備之 溫度控制裝置之配管連接形態為中心來作說明，其次針對 控制器67、77的構成作簡單的說明。圖7係顯示控制器 77中、特別是晶圓載台5的溫度控制部分的構成之方塊圖 由於心線片載台2之溫度控制部位也是採用同樣的 構成®此在圖7中省略其圖示。又，控制器^的構成係 和圖7所示的控制器77的構成相同。 田亦即，圖7中，只要將加熱器78、溫度感測器79a、 溫度感測H 79b分別改成加熱$ 75、溫度感測器…、溫 度感測器76b，即可說明控制器77之標線片載台2的溫度 33 1284785 又 匕制部位的，…加熱器78、溫度感 測：心、溫度感測器79b改成加熱器71、溫度感測器66 、溫度感測器69，即可說明控制器67之構成。又，以下 為避免重複說明，僅針對控制器77之晶圓載台5的溫度控 制部位之構成作說明。^ 7中係省略晶圓載台5之圖示。 ，/如圖7所示，控制器77之晶圓載台5的溫度控制部位 ’係包含目標溫度輸出部⑽、運算部1G卜PID(比例積分 =)控制器1〇2、及運算部1〇3。目標溫度輸出部1〇〇, 产^。斤°又定的晶圓載台5目標溫度（例如23°C )之目標溫 ’運算部5卜係按照目標溫度輸出部1〇〇所輸出之 又乜唬SG1、與運算部103所輸出之回授信號SG4 差分’而輸出偏差信號SG2。 D抆制為1 02，係根據所輸入之偏差信號SG2，而輸 來拴制加熱裔78的加熱量之控制信號。運算部 μ係對⑽度感測器79a、79b之檢測結果實施既定的運 (例如平均處理），而當作輸出回授信號SG4輸出。 度护=控制為77係藉由回授控制來進行晶圓載台5之溫 作說明，复：針對本發明的一實施形態之曝光系統的構成 。 ”人針對本曝光系統進行曝光時的動作加以說明 】=動作開始時，未圖示之載台控制器會將標線片載台 既a圓載〇 5加速，當標線片載台2及晶圓載台5到達 既定速度時去 _ ^ 照明光，而將二Τ:制系會令照明光學"射出 知綠片R上之既定矩形狀的照明區域以均一 34 1284785 照度實施照明。 對於該照明區域，使標線片R沿γ方向掃描，並對於 與該照明區域呈光學共輛（關於投影光學系PL)之曝光區域 ’使晶圓W進行同步掃描。藉此，透過標線片R的圖案區 域之照明光係經由投影光學系PL縮小成1/α倍，並將圖 案之縮小像投影在塗布有光阻之晶圓w上。又，將標線片 R之圖案逐次轉印在晶圓w上之曝光區域，而以^掃描 來將標線片R上的圖案區域的全面轉印在晶圓w上的照射 區域。 標線片粗動載台16 ’例如在往+γ方向移動時固定構件 20會在Υ方向移動，而形成動量守衡，可將標線片粗動 載台16之移動所伴生的反作用力抵消，並防止重心位置 改變。又’這時調整馬達72會作動，而對抗移動構件Η 與固定構件2〇之連結，以使固定構件20到達既定的位置 Ο 在這-連串的曝光處理中，因照明光會使投影光學系 凡產生熱Ux影光學系PL之熱吸收）’因對準光會使對準 糸AL產生熱（對準系AL之光學系的熱吸收），又伴隨標線 片載台2及晶圓載台5之驅動會從各馬達產生熱。在第i 控制“卜控制器67會根據溫度感測器66、6 果進行回授控制而控制馬達 μ 違（1之驅動，精此對投影光學 系PL及對準系AL以±G Glt的範圍進行溫度控制。又， 在第2控制系62，控制器77會根據溫度感測器76a、76b 79a、79b之檢測結果進行回授控制而控制馬$ π、78 35 1284785 :驅動’藉此對標線片載台2及晶圓載台5 的範圍進行溫度控制。 關：軚線片載台2，控制器77係將溫度感測器“a、 所檢測出的冷媒溫度取單純平均，根據所得的冷媒溫 又“進仃馬達75之調節管理。同樣地，關於晶㈠ 控制器77係將溫度感測器7Μ所檢測出的冷二 取早純平均’根據所得的冷媒溫度來進 ^ 管理。 < ,〇心调即 h以上’係針對本發明的曝光系統之動作予以說明，本 m%之曝光系統，係將包含各構件之各種子系統，以 ^呆^的機械精度、電氣精度、光學精度的方式加以組 、而製造出。為確保各種精度’在組裝之前後，對各種光 學系必須進行光學精度達成用之調整，料種機械系必須 進仃機械精度達成狀調整，對各種電氣系，則必須進行 電氣精度達成用之調整。 由各種子系統組裝成曝光系統之步驟，係包含各子系 統彼此的機械連接、電路的配線連接、氣壓回路的配管連 接等。在該由各種子系統組裝成曝光系統之步驟前，當然 必須有各子系統個別的組裝步驟。當由各種子系统组二成 曝光系統之步驟完成後’進行綜合調整，以確保曝光系統 整體之各種精度。X ’曝光系統之製造較佳為在溫度及潔 淨度等受到管理之潔淨室中進行。 其次，針對使用以上所說明的曝光系統來製造元件作 說明。圖8之流程圖’係使用本發明的實施形態之曝光系 36 1284785 統來製造元件ac、LSI等的半導體晶片，液晶面板，⑽ ，薄膜磁頭，微機器等)之製程的-例。如圖8所示，首 先’在步驟s 1 0 (設計步驟）進行亓杜 Λ 1 乂哪）退仃70件之功能設計（例如，半 導體兀件之電路設計），並進行 4 w V 用木實現该功能之圖案設 计。接者，在步驟S11(光罩製作牛_、 … 尤皁表作步驟），t作出形成有所 吕又计的電路圖案之光罩。另一方 面在步驟S12(晶圓製造 V驟）’使用矽等材料來製造晶圓。 接著，在步驟S13 (晶圓處理牛_、 ^ 、日副匙理步驟），使用步驟S10〜S12 所準備的光罩與晶圓，藉由微影 肖由心技術而在晶圓上形成實際 :專。其:人’在步驟S14(組裝步驟），將經步驟S13 處理後的晶圓晶片化。哕牛w ς …、 °亥步驟S14係包含裝配製程（切割、 =二封裝製程(封入晶片)等的製程。最後，在步驟 1⑷查步驟），係對步驟叫所製作出之元件進行動作確 m 以4的檢查。'經由這些製程後即到達元 件之凡成，而可進行出貨。 如以上所說明’依據本發明的一 ，例如受到潔淨室内曝光穿*光糸，，先 圖 、尤4置的扠置面積之限制，就算如 固5寻所不，構成溫 .μ «η 又？工制茗置之多數構件、特別是泵74 及心80不得不配置在曦 的忤# ^ 在曝先破置1的設置面FL(地面F1)下 的It形，由於配置在今罟 連通创粬/在°又置面FL(地面F2)以上的位置之大氣 連k i槽81係經由遠技两# 止冷媒之循产e / 來和槽80連接，因此能防 ,、 衣徑（循環系C5、C6)中的負壓產生。 用來各#%纟C5、G6,由於分別連接配管83、84( 除去循環於循環系C5、C6之冷媒中所混入的氣泡）， 37 1284785 當=媒循環於循環系C5、C6的期間’將可自動除去冷媒中 2入^泡’因此混人冷媒的氣泡所造成之背壓可逐漸 減低，最終可使背壓消失。 斤 又，在本實施形態’由於設置大氣連通型的槽Μ，同 時在槽設置用來檢測槽81中的液面變動（液面的上下動 =測II 200,因此可提昇循環於循環系之液體心(漏 液）k測的可靠性。若該液面變動之檢測不是在槽μ中進 行，而例如將配管的任一部分連通大氣來進行檢測時，由 ㈣應於果74之_FF(驅動/停止）會對配管施加屢力， 受到該壓力的影響會使配管產生膨脹或收縮等的變形，將 f成配管容積之變動（該變動在樹脂製配管的情形相當顯 著’但在SUS製配管的情形也會產生）。 由於配管徑（截面積）不大，受到其容積變動的影響將 造成配管液面之上下移動。因此，若在配管設有上述感測 器2 0 0 4又之液面感測菇時，將靈敏地檢測出每次泵進行 ΟΝ/OFF時所產生之液面變動，如此將難以判斷該液面變動 到底疋液體洩漏所產生者、或是配管之容積動所產生者， 而造成問題。相對於此，本發明之實施形態，係在截面積 比配管截面積來得大很多之槽81 (因此，在配管會產生容 積、I:動的程度下’槽81幾乎完全不會產生液面變動）設置 感測器200，因泵74之ΟΝ/OFF所造成之槽81内的液面變 動將不致產生，或就算產生也相當微量（幾乎可忽視），而 月b確貫檢測出漏液所造成之液面變動，結果可提昇漏液檢 測之可靠性。 38 1284785 因此，在本實施形態，於冷媒之循環路徑中可防止負 壓產生及背壓下昇，而能維持溫度控制裝置（用來冷卻標 線片載台4及晶圓載台5上所設之線性馬達等的發熱源）之 冷卻能力，因此能使曝光裝置之性能穩定以保持所期望的 性能。結果，可忠實且以高產率來製造微細的元件，而能 提昇元件之製造效率。 以上，係針對本發明的實施形態作說明，但本發明並 不限於上述實施形態，在本發明之範圍可進行自由地變更 例如，在上述貫施形悲所舉的例子，係控制冷媒流量的 溫度來控制標線片載台2、晶圓載台5及投影光學系pL等 控制對象之溫度，但不限於此，控制冷媒之流速、流量來 控制控制對象之溫度也可以。 又，在上述實施形態，如圖4所示，係以設於曝光裝 置1的設置面FL以上之第i控制系61來進行投影光學系 PL之溫度控制，但和第2控制系同樣地，以設於設置面几 下之溫度控制系來使冷媒循環而進行投影光學系pL之溫 又拴制亦可。又，在上述實施形態，係將設於設置面π 以上之槽81、與設於設置面FL下且在泵74上游側之槽8〇 ，透過連接配管82來連接。然而，透過連接配管82之連 接對象不限於此，在標線片載台2或晶圓載台5與泵以之 間的路徑之任意位置皆可。 又，在上述實施形態，作為循環於第丨控制系61及第 2栓制系62中之冷媒，係使用同一種冷媒（HFE)，但按照 各循環系所要求之溫度控制精度及設置環境，對各循環系 39 1284785 同冷媒也可以。又，圖5中所舉的例子，槽8i是形 成裸路的狀態，但設置用來收 哕播士士 木叹奋槽81之室亦可。當採用 ^ 較佳為將圖4所示之第i控制系61中所設之構 牛（例如槽63、蒸發器65及冷 内，以節省設置面積。 以7以）—㈣置在該室 又，在上述實施形態，由於將加熱器75、78配置在設 媒n下’經34些加熱器75、76設定成既定溫度後之冷 制二達標線片載…曰曰曰圓栽台5需要時間，將產生控 —的浪費時間’對曝光室91 _度之高精度控制而 。卫不佳。因此較佳為，控制器77 $僅根據溫度感測器 :、76b、79a、79b之檢測結果來進行回授控制，同時還 二广線片載纟2及晶圓載台5等的驅動次數、動作距離 寺來進行回授控制。 再者，在上述實施形態所舉的例子，係將加熱器75、 及控制器77配置在設置面FL下的情形，但只要設置面 以上>(地面F1以上的位置）的設置面積夠充裕，則較佳 敎：其等配置在設置面FL以上的位置。依據該構成，加 广、77將可配置在溫度控制對象、即標線片載台2及 曰曰固載台5的附近’而能縮短控制上的浪費時間。又較佳 :&制為77配置成靠近溫度感測器76a、76b，溫度 感測m 76b、79a、79b等的檢測結果與雜訊的比例 /N)的提高是可期待的，而有助於高精度的溫度控制。 在此’由於控制上的浪費時間是越短越好，故加熱器 75、78等越靠近溫度控制對象越好。然而，在曝光裝置μ 1284785 内邓，除圖5所示之構件外，由於還配置有各種構件，故 加熱器75、78等不一定能配置在任意的位置。因此較佳為 ’加熱器75、78等靠近溫度控制對象的程度，能使曝光室 91内的溫度在維持曝光裝置性能所要求之溫度變化的容許 值内’獲得-定的響應性及溫度感測H 76a、76b、79a、 79b 之 S/N 比。 ,又，構成圖7所示的控制器77之各方塊，可採用電回 形式之硬體構成，也能採用軟體構成。#各方塊採軟體構 成藉由仲CPU(中央處理裝置）執行用來規定各方塊的 功此之私式’以實現各方塊的功能。X，在上述實施形態 ’係使溫度調整器(熱交換器70)及冷媒驅動用的泵形成部 分2用，但對每個控制對象（循環系）分離使用、或所有的 循環系全部共用等各種的構成均可採用。 、2，在上述實施形態所採用的構成，係將循環於標線 片：台2及晶圓載台5前的冷媒溫度與循環後的冷媒溫度 取單、、屯平均’但也能取加權平均。加權平均之方法可採 以下方式。 ⑴當馬達等的熱源到人σ側溫度感測器的設置位置為 止之距離、與熱源到出口側溫度感測器的設置位置為止之 距離不同日寺，例如將距離較近的溫度感測器之檢測結果的 權值a又成較大等，而視距離來進行加權。 (2) §馬it等的熱源之位於入口附近的構成材料與位於 出口附近之構成材料不同時，按照熱傳導率等材料之性質 來進行加權（吸熱程度大（熱傳導率大）的材料權值大）。、 41 1284785 (3) 當入口附近或出口附近有其他熱 否有其他熱源的存在及其發敎量 /因應疋 …、里术進仃加榷。例如，當流 上有其他熱源存在時，將靠折立 輸出的權值加大。 …他熱源側之溫度感測器 (4) 在進行基線量測時，胳 將入口側溫度感測器之檢測溫 二：口側溫度感測器之檢測溫度、冷媒之控制溫度(單 動t:所算出的控制溫度)、與量測出之基線量(或基線變 來記憶’每次進行基線量測時均重複該記 根據所累積之複數資料組，推算出入口側 广〇側皿度應具備什麼程度的權值來使基線變動變 '、。接著根據所推定出的權值來進行加權平均。 、，声上述各實施形態所採用的構成，晶圓載台5之 :度控制與標線片載台2之溫度控制係以同—個控制琴77 2扣度控㈣同-個控制器77來進行加熱器75與加 二门=度管理)，但本發明不限於此，也能以互為獨 線控制器，來對晶圓載台系（加熱器⑻與標 線片載台系（加熱器75)分別進行獨立的溫度控制。 、夜曰：二實施形態之基板不限於半導體元件的晶圓w， 用不t置用之玻璃基板、薄膜磁頭用之陶竟晶圓、曝 ▲置用的光罩或標線片㈣版（合成石英 可適用。作為曝光裝置！ ^曰®)#均 移動來針ϋ " Μ 示了使‘線片R與晶圓w同步 的二 =線…圖案進行掃描曝光之步進且掃描方式 :田u裝置(掃描型步進器’ _5473_以 知線片R與晶圓W呈靜止狀態而對標線U的圖案進行曝 42 1284785 光、並逐次移動晶圓w之步進且重複方式的投影曝光裝置 (步進器）也能適用。曝光裝置1之種類，並不限於將半導 體元件圖案曝光在晶圓W上之半導體元件製造用的曝光裝 置，關於液晶顯示元件製造用之曝光裝置、薄膜磁頭、攝 衫元件（CCD)或標線片等的製造用之曝光裝置等等也能廣泛 地適用。 又，作為曝光用照明光之光源可使用的有：射出g線（ 波長436nm)、I線（波長365nm)等的明線之超高壓水銀燈 ，KrF準分子雷射（波長248nm)、ArF準分子雷射（波長 193nm)、F2準分子雷射（波長157nm)、Kr2雷射（波長 146nm)、YAG雷射等的高頻波產生裝置，或是半導體雷^ 的高頻產生裝置。又，也能使用χ射線、電子束等的帶電 粒子束。例如，採用電子束時的電子槍，可使用熱電子放 射型的六硼化鑭（LaBJ、鈕。又，使用電子束時，可使用 標線片R、或不使用標線片R而直接在晶圓上形成圖案。 投影光學系PL之倍率不僅限於縮小系，也可以是等倍 系或擴大系。又，作為投影光學系pL，在使用準分子雷射 等的遠紫外線時，其玻璃材可使用石英或螢石等的遠紫外 線可透過的材料；而在使用F2雷射或χ射線時，可採用反 射折射系或折射系的光學系（標線片是使用反射型）； 又在使用電子束時，光學系可使用電子透鏡及偏向辱所構 成的電子：學系…電子束所通過之光路，當然必須形 成真空狀態。X，也能適於近接式曝光裝置，其不用投與 光學系，而使標線片R與晶圓w接近，並將標線片心 43 1284785 案進行曝光。 當晶圓載台5或標線片載台2是使用線性馬達（參照 USP5623853或USP5528U8)時，使用氣塾軸承之空氣浮動 型、或使用羅侖茲力或反作用力之磁浮型均可使用。又， 各載台2、5,可採用沿導件移動的型式，也能採用未設置 導件之無導件型。 作為標線片載台2及晶圓載台5之驅動機構，可使用 平面馬達，其係使磁鐵作二維排列所構成之磁鐵單元（永 久磁鐵）、與線圈作二維排列所構成之電樞單元呈對向， 而藉由電磁力來驅動標線片載台2及晶圓載台5。 將磁鐵單元及電樞單元之任—方連接於標線片載台2及晶 圓载台5，ϋ將磁鐵單元及電枢單元之另—方連接於標線 片載台2及晶圓載台5之移動面側（基座）。 如以上所說明，依據本發明，由於將配置於曝光裝置 5又置面以上之槽，透過第丨配管而連接於從物體往循環裝 置㈣徑中途’而將槽高度位置所對應之液體壓力施加於 循環裝置之上游側’故就算在將溫度調整器之一部分或全 部配置在曝光裝置的設置面下時，仍能防止液體循環路徑 中之負壓產生。 又，依據本發明，係在曝光裝置之設置面下、且在從 物體往循環裝置之路徑内設置密閉型的第1槽，並在曝光 裝：之設置面以上配置第2肖，再透過第1配管來連接第 2槽與第1槽。依據該構成，雖物體與第1槽間之高低差 距大而會產生大的負壓，但由於透過帛i配管來連接位於 44 1284785 設置面以上之第2槽與位於設置面以下之第i槽，故對應· =2槽與第的高低差距之大麼力會施加於第}槽（循· 環裝置之上流侧），而和上述發明同樣地，能防止液體循 環路徑中之負壓產生。 又，依據本發明，由於將用來除去液體内所混入的氣 泡之除去用配管連接於循環路徑，並使循環於循環路徑之 含氣泡液體流入配管中，@自動地除去液體内所混入之氣 泡。由於在液體循環於循環路徑的期間經常持續該動作， 隨著液體循環時間（次數）之經過，起因於液體内混入的氣鲁 泡之背壓會逐漸減低，最終可使背壓完全消失。 又依據本發明’藉由設置大氣連通型的槽，就算因 配管壓力而產生容積變動的情形，仍可減少液面的變動， 結果可藉由監視液面變動而提昇液體洩漏之可靠性。 以上之曝光系統，可防止液體循環路徑中之負壓產生 及背壓上昇’以維持冷卻能力而使曝光裝置之性能安定化 並保持於所期待的性能，結果能提昇元件之製造效率。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 圖1係顯示本發明的一實施形態之曝光系統所具備的 曝光裝置之概略構成。 圖2係本發明的一實施形態之曝光系統所具備的曝光 裝置所裝設的標線片載台之外觀立體圖。 圖3係本發明的一實施形態之曝光系統所具備的曝光 45 1284785 破置所裝設的晶圓載台之外觀立體圖。 圖4係顯示本發明的一實施形態之曝光系統所具備的 溫度控制裝置之構成。 圖5係顯不本發明的一實施形態之曝光系統所具備的 溫度控制裝置之配置例。 圖6係顯示槽81與連接配管82及配管83、84之連接 例，（a)顯不槽81為小型時的連接例，（b)顯示槽81為大 型時的連接例。 圖7係顯示控制器77中特別是晶圓載台5的溫度控制 部位的構成之方塊圖。 圖8係顯示使用本發明實施形態之曝光系統來製造元 件之製程例之流程圖。 (二）元件代表符號 1 :曝光裝置 2 ·標線片載台 5 :基板載台（晶圓載台） 70 :熱交換器（第1溫度調整器） 74 :泵（循環裝置） 75 78 80 81 加熱器（第2溫度調整器） 加熱器（第2溫度調整器） 槽（密閉型槽，第1槽） 槽（槽，第2槽） 連接配管（第1配管） 配管(第2配管，帛i除去用配管’除去用配管) 46 82 1284785 84:配管（第2配管，第2除去用配管，除去用配管） 85 :閥（流量調整構件） 86 :閥（流量調整構件） 200 :感測器（檢測機構） 210 :報知裝置（報知機構） C5 :循環系（循環路徑，第1循環路徑） C6 :循環系（循環路徑，第2循環路徑） F1 :地面（設置面） FL :設置面 PL :投影光學系 R :標線片 W :晶圓（基板）

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Claims (1)

1284785 拾、申請專利範圍： ^ 種曝光系統，係具備曝光裝置，以將標線片載台 於其4、持之払線片之圖案像，透過投影光學系來投影轉印 裝台上所保持之基板上；其特徵在於，係具備循環 過循二循1:裝置’係配置於該曝光裝置之設置面下，且透 °衣配s而使液體循環於擇自標線片載台、基板載二、 投影系中任-物體，以控制該物體之溫度；σ

面r忒彳曰，係在内部收容液體，並配置於曝光裝置之設置 其透過第1配管而連接於液體循環路徑 從該物體往循環裝置的路徑之中途。 液體 2、如申請專利範圍第丨項之曝光系統，其中，該 大氣連通型的槽； 曰… *且相對於設置面，該槽内之液體的液面高度，係設定 在心線片載台的高度位置與基板載台的高度位置之間。 ^豆申明專利範圍第1項之曝光系統，係具有第2配

&其連接於該液體的循環路徑，以將循環於循環路秤之 液體内混入的氣泡除去。 玉 4、如申請專利範圍第3項之 系統， 配管係連接於該槽。 、°亥第2 5如申凊專利範圍第4項之曝光系統，其中，該第2 配官’係將端部配置在比槽内液體的液面為上方的位置。 6如申凊專利範圍第3項之曝光系統，其中，該第2 配官，係用和循環配管及第1配管的構成材料不同的材料 來形成。 / 48 !284785 7 、如申請專利範圍第1〜6項中任一項之曝光系統 · 槽，其裝設在循環路徑内之液體從該物體往循 . 衣衣置的路徑内，且配置在該設置面下。 ％申請專利範圍帛7項之曝光系統，其中，該槽係 過^第、1配管來和該密閉槽連接。 / Q \ —種曝光系統，係具備曝光裝置，以將標線片載台 上所保持之標線片之圖案像，透過投影光學系來投影轉印 ^ 土板載台上所保持之基板上；其特徵在於，係具備循環 農置、密閉型第1槽及第2槽； · 忒循％裝置，係配置於該曝光裝置之設置面下，且透 盾裒配g而使液體循環於擇自標線片載台、基板載台、 投影光學系中任一物體，以控制該物體之溫度； 亥毪P才1型帛1槽’係在内部收容液體，並配置於曝光 ▲置之汉置面下’而設置在液體循環路徑内之液體從該物 體在循環裝置的路徑内； 4第2槽’係在内部收容液體，並配置於曝光裝置之 設置面以上，且透過第1配管而連接於第1槽。 · 10如申明專利範圍第9項之曝光系統，係進一步具 備第2配官’其連接在循環路徑内之液體從該物體往第i #的路徑内’以將循環於循環路徑之液體内混入的氣泡除 去。 1卜如中請專利範圍第10項之曝光系統，其中，該循 環裝置’係使液體循環於包含標線片載台之第工循環路徑 、及包含基板載台之第2循環路徑； 49