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移动体系统、曝光装置及组件制造方法

申请号 CN200580025934.X 申请日 2005-11-24 公开(公告)号 CN100490066C 公开(公告)日 2009-05-20
申请人 株式会社尼康; 发明人 依田安史; 柴崎祐一; 荒井大;
摘要 本 发明 提供一种移动体系统、曝光装置及组件制造方法。由于通过 制动 器机构(48A,48B)来阻止晶片载台(WTB)与测量载台(MTB)较预定距离更接近,且能通过驱动机构(34A)解除该制动器机构之阻止作用,因此例如当独立驱动X轴固定件(81,80)时,即使假设有两个载台之至少一方失控的情形,制动器机构亦能阻止各载台彼此之 接触 ,而例如当载台彼此较预定距离更接近时,通过解除机构来解除制动器机构之阻止作用,能在没有制动机构之妨碍的状态下使两载台接近。
权利要求

1.一种移动体系统,具有能在预定的一轴方向上分别独立移动的 两个移动体,其特征在于,具备:
制动器机构,能阻止所述两个移动体彼此较预定距离更接近;以 及
解除机构,设于所述两个移动体的至少一个,解除所述制动器机 构的所述阻止作用,容许所述两个移动体较所述预定距离更接近。
2.如权利要求1所述的移动体系统,其中,所述制动器机构包含 缓冲装置;所述缓冲装置设于所述一个移动体,用以缓和来自所述一 轴方向的冲击。
3.如权利要求2所述的移动体系统,其中,所述制动器机构进一 步包含板构件;所述板状构件设于所述另一个移动体的与所述缓冲装 置相对的位置
4.如权利要求2所述的移动体系统,其中,所述解除机构包含第 1变更机构;该第1变更机构可将所述缓冲装置位置从第1位置改变 成第2位置;该第1位置是能阻止所述两个移动体彼此较预定距离更 接近的位置,该第2位置是容许所述接近的位置。
5.如权利要求4所述的移动体系统,其中,进一步具备第1检测 装置,用以检测所述缓冲装置位于所述第1位置的情形及位于所述第 2位置的情形中的至少一个情形。
6.如权利要求1所述的移动体系统,其中,所述制动器机构具备:
缓冲装置,设于所述一个移动体,用以缓冲来自所述一轴方向的 冲击;以及
可动构件,设于所述另一个移动体,可与所述缓冲装置接触
所述解除机构包含第2变更机构;所述第2变更机构将所述可动 构件的位置从可与所述缓冲装置接触的第1位置改变成无法与所述缓 冲装置接触的第2位置。
7.如权利要求6所述的移动体系统,其中,进一步具备第2检测 装置,用以检测所述可动构件位于所述第1位置的情形及位于所述第 2位置的情形中的至少一个情形。
8.如权利要求6所述的移动体系统,其中,在所述另一个移动体 上形成有所述缓冲装置前端部的至少一部分可侵入的开口;
所述可动构件是用以开关所述开口的开闭器;
所述解除机构将所述开闭器从关闭状态改变为开启状态。
9.如权利要求1所述的移动体系统,其中,所述各移动体具备: 第1物体,以与所述一轴方向正交的另一轴方向为长边方向,可在所 述一轴方向上移动;第2物体,可沿着所述第1物体在所述另一轴方 向上移动;以及载台,连接于所述第2物体。
10.如权利要求1所述的移动体系统,其中,进一步具备第3检测 装置,用以检测所述两个移动体的距离信息。
11.如权利要求10所述的移动体系统,其中,所述第3检测装置 检测所述两个移动体彼此是否已接近至预定距离以下。
12.如权利要求11所述的移动体系统,其中,具备与所述第3检 测装置分别独立设置的测距系统,该测距系统用以测量所述两个移动 体各自的所述一轴方向的位置信息。
13.如权利要求1所述的移动体系统,其中,进一步具备第4检测 装置,用以检测所述两个移动体的撞击。
14.如权利要求1所述的移动体系统,其中,在所述两个移动体的 至少一部分上固定有通过两个移动体的撞击而脱离的脱离构件。
15.如权利要求1所述的移动体系统,其中,所述解除机构在使所 述两个移动体较所述预定距离更接近时,解除所述制动器机构的所述 阻止作用。
16.如权利要求1所述的移动体系统,其中,所述两个移动体可在 维持所述两个移动体的抵接状态或较预定距离更接近的预定状态的情 况下进行移动。
17.如权利要求6所述的移动体系统,其中,在所述可动构件的与 所述缓冲装置接触的部分施有表面处理,以减轻在所述可动构件与所 述缓冲装置间产生的摩擦的影响。
18.如权利要求6所述的移动体系统,其中,所述缓冲装置的能与 所述可动构件接触的部分是可旋转的球状。
19.一种曝光装置,使基板曝光来在所述基板上形成图案,其特征 在于,具备:
权利要求1至18中任一项所述的移动体系统,该移动体系统以 所述两个移动体中的至少一个来保持所述基板;以及
控制装置,控制所述解除机构的动作。
20.如权利要求19所述的曝光装置,其中,所述控制装置在所述 两个移动体的相对速度为预定值以上时,限制所述两个移动体中的至 少一个的速度。
21.一种曝光装置,将液体供应至光学系统与基板之间,透过所述 光学系统与所述液体以能量射束来使所述基板曝光,其特征在于,具 备:
权利要求1至18中任一项所述的移动体系统,所述两个移动体 分别具有能在与所述光学系统间保持所述液体的液浸可能区域,且以 所述两个移动体中的至少一个来保持所述基板;以及
控制装置,为了使所述液体从所述两个移动体的一个液浸可能区 域移动至另一个液浸可能区域,而在维持所述两个移动体抵接或较所 述预定距离更接近的预定状态的情况下,控制所述两个移动体的动作。
22.如权利要求21所述的曝光装置,其中,所述一个移动体具备 用以保持所述基板的基板载台;
所述另一个移动体具备设有用于预定测量的测量部的测量载台。
23.如权利要求21所述的曝光装置,其中,所述控制装置在所述 两个移动体的相对速度为预定值以上时,限制所述两个移动体中的至 少一个的速度。
24.一种移动体系统,其特征在于,具备:
两个移动体,能在预定的一轴方向上分别独立移动;以及
变更装置,设于所述两个移动体的至少一个,可将所述预定的一 轴方向的所述两个移动体彼此能接近的距离改变成预先设定的多个距 离之一。
25.如权利要求24所述的移动体系统,其中,所述变更装置包含 用以阻止所述两个移动体彼此接近的制动器机构;
所述预先设定的多个距离包含以所述制动器机构进行所述阻止 的第1距离。
26.如权利要求25所述的移动体系统,其中,所述变更装置包含 用以解除所述制动器机构的所述阻止作用的解除机构;
所述预先设定的多个距离包含所述制动器机构的阻止作用被解 除的状态下能达成的第2距离。
27.如权利要求26所述的移动体系统,其中,根据检测出所述两 个移动体中的至少一个的位置的结果而使所述两个移动体中的至少一 个移动,从而使所述两个移动体接近至第2距离。
28.一种曝光装置,使基板曝光来在所述基板上形成图案,其特征 在于,具备:
权利要求24至27中任一项所述的移动体系统,该移动体系统以 所述两个移动体中的至少一个来保持所述基板;以及
控制装置,控制所述变更装置的动作。
29.一种组件制造方法,包含光刻步骤,其特征在于:
在所述光刻步骤中,使用权利要求19所述的曝光装置来将组件 图案转印至基板上。
30.一种组件制造方法,包含光刻步骤,其特征在于:
在所述光刻步骤中,使用权利要求21所述的曝光装置来将组件 图案转印至基板上。
31.一种组件制造方法,包含光刻步骤,其特征在于:
在所述光刻步骤中,使用权利要求28所述的曝光装置来将组件 图案转印至基板上。
32.一种曝光装置,将液体供应至光学构件与基板之间,透过所述 光学构件与所述液体使所述基板曝光,其特征在于,具备:移动体系 统,具有能在预定的一轴方向上独立移动的两个移动体,能以至少一 个保持所述基板;
变更装置,能在预先设定的多个距离间变更所述两个移动体彼此 在所述预定的一轴方向上可接近的距离,所述多个距离包含第1距离、 以及为了防止所述液体从所述两个移动体间流出而使所述两个移动体 彼此抵接或较所述第1距离接近的第2距离;以及
控制装置,在维持所述两个移动体彼此抵接或位于所述第2距离 的状态下,控制所述两个移动体的动作。
33.如权利要求32所述的曝光装置,其中,所述变更装置包含阻 止所述两个移动体彼此接近的制动器机构;
所述第1距离是通过所述制动器机构来进行所述阻止。
34.如权利要求33所述的曝光装置,其中,所述变更装置包含用 以解除所述制动器机构的所述阻止作用的解除机构;
所述抵接或位于所述第2距离的状态,能通过所述制动器机构的 所述阻止作用被解除的状态下达成。
35.如权利要求32所述的曝光装置,其中,根据检测出所述两个 移动体中的至少一个的位置的结果而使所述两个移动体中的至少一个 移动,从而使所述两个移动体接近至所述抵接或位于所述第2距离的 状态。
36.如权利要求32所述的曝光装置,其中,所述移动体系统,其 两个移动体分别具有能在与所述光学构件间保持所述液体的液浸可能 区域;
所述控制装置为了使所述液体从所述两个移动体的一个所述液浸 可能区域移动至另一个所述液浸可能区域,而在维持所述两个移动体 彼此抵接或位于所述第2距离的状态下,控制所述两个移动体的动作。
37.如权利要求32所述的曝光装置,其中,所述两个移动体的一 个能在包含含有所述光学构件正下方的位置的第1区域、与位于该第 1区域的所述一轴方向一侧的第2区域的预定范围区域内移动,所述 两个移动体的另一个能在包含所述第1区域与所述第2区域的区域内 与所述一个移动体分别独立移动,驱动所述两个移动体,而使所述一 个移动体从位于所述第1区域的第1状态转移至所述另一个移动体位 于所述第1区域的第2状态时,在维持所述两个移动体彼此抵接或位 于所述第2距离的状态下,控制所述两个移动体的动作。
38.如权利要求34所述的曝光装置,其中,所述制动器机构包含 缓冲装置;所述缓冲装置设于所述一个移动体,用以缓和来自所述一 轴方向的冲击。
39.如权利要求38所述的曝光装置,其中,所述解除机构可将所 述缓冲装置位置从第1位置改变成第2位置;该第1位置是能阻止所 述两个移动体彼此较预定距离更接近的位置,该第2位置是容许所述 接近的位置。
40.如权利要求34所述的曝光装置,其中,所述制动器机构具有 设于所述一个移动体、用以缓和来自所述一轴方向的冲击的缓冲装置, 以及设于所述另一个移动体、能接触于所述缓冲装置的可动构件;
所述解除机构能将所述可动构件的位置从能接触于所述缓冲装置 的第1位置改变成无法接触于所述缓冲装置的第2位置。
41.如权利要求40所述的曝光装置,其中,进一步具备检测装置, 用以检测所述可动构件位于所述第1位置的情形及位于所述第2位置 的情形中的至少一个情形。
42.如权利要求40所述的曝光装置,其中,在所述另一个移动体 形成有所述缓冲装置前端部的至少一部分能侵入的开口;
所述可动构件是用以开关所述开口的开闭器;
所述解除机构,能将所述开闭器从关闭状态变更为开启状态。
43.如权利要求32所述的曝光装置,其中,在所述两个移动体的 至少一部分上固定有通过两个移动体的撞击而脱离的脱离构件。
44.一种组件制造方法,包含光刻步骤,其特征在于:
在所述光刻步骤中,使用权利要求32所述的曝光装置。

说明书全文

技术领域

发明涉及移动体系统、曝光装置及组件制造方法,更详细地涉 及具有能独立移动于预定一轴方向之两个移动体的移动体系统、具备 该移动体系统之曝光装置及使用该曝光装置来将组件图案转印至基板 的组件制造方法。

背景技术

以往,用以制造半导体组件(集成电路等)、液晶显示组件等之电 子组件的光刻步骤,主要系使用步进重复方式之缩小投影曝光装置(即 所谓步进器)或步进扫描方式之投影曝光装置(即所谓扫描步进器(称扫 描仪))等,其系透过光学系统,将掩模(或标线片)之图案分别转印至涂 布有抗蚀剂(感光剂)之晶片或玻璃板等感光性物体(以下称为「晶片」) 上的多个照射区域。
此种投影曝光装置,随着集成电路之高集成化使图案微细化,而 逐年要求更高之解析(分辨率),因此使曝光用光之短波长化及投影 光学系统之数值孔径(NA)的增大化(大NA化)逐渐进展。然而,曝光 用光之短波长化及投影光学系统之大NA化,虽可提升投影曝光装置 之解析力,但另一方面却会导致焦深之狭窄化。又,将来曝光波长势 必更为缩短,如此即有可能使焦深过窄,造成曝光动作时之聚焦裕度 不足。
因此,最近有一种曝光装置受到瞩目,其系利用液浸法来作为在 实质上缩短曝光波长、且与在空气中相较使焦深增大(扩大)的方法。 作为利用此液浸法之曝光装置,已有一种在以有机溶剂等之液体 局部性地充满投影光学系统下面与晶片表面间的状态下来进行曝光的 装置(例如参照下述专利文献1)。记载于该专利文献1之曝光装置,系 利用在液体中之曝光用光的波长为在空气中之1/n倍(n为液体折射 率,通常为1.2~1.6左右)这点来提升分辨率,且与不使用液浸法即能 得到与该分辨率相同之分辨率的投影光学系统相较能使焦深扩大至n 倍,亦即能使焦深与在空气中相较在实质上扩大至n倍。
又,近来亦有提出具备两个晶片载台之曝光装置、或具备晶片载 台及载台(测量载台)之曝光装置;该载台(测量载台)系与晶片载台分别 独立设置,并设有能在2维面内驱动、用于测量之测量器(例如参照专 利文献2、3等)。
然而,由于上述曝光装置具备两个载台,因此当无法适当控制两 载台、亦即假使两载台失控时,两载台即有撞击之可能性。当产生此 种撞击时,不仅会使两载台损伤,亦有因两载台之损伤造成包含载台 之定位精度等的控制性能恶化之虞。

发明内容

本发明有鉴于上述情形,从第1观点观之,系一种移动体系统, 具有能在预定的一轴方向上独立移动的两个移动体,其特征在于,具 备:制动器机构,阻止该两个移动体彼此较预定距离更接近;以及解 除机构,能解除该制动器机构之阻止作用,容许该两个移动体较该预 定距离更接近。
据此,以制动器机构阻止两个移动体彼此较预定距离更接近的同 时,若以解除机构解除该制动器机构之阻止作用,则能使两个移动体 较预定距离更接近。因此,当例如独立驱动移动体彼此时,即使假设 有两个移动体之至少一方失控的情形,亦能通过制动器机构来阻止各 移动体彼此之接触。再者,另一方面,例如要使移动体彼此较预定距 离更接近时,通过解除机构解除制动器机构之阻止作用,即能在没有 制动机构之妨碍的状态下使两移动体接近。
本发明从第2观点观之,为一种第1曝光装置,使基板曝光来在 该基板上形成图案,其特征在于,具备:本发明之第1移动体系统, 以该两个移动体中的至少一个来保持该基板;以及控制装置,控制该 解除机构的动作。
据此,由于本发明所具备之移动体系统,系通过制动器机构来避 免两个移动体之撞击,且通过解除装置,可使两个移动体在不被制动 器机构妨碍之状态下较预定距离更接近,因此在使以两个移动体中之 至少一方保持的基板曝光时,即使假设有至少一方失控的情形下,亦 能以制动器机构来防止两个移动体间之接触及损伤等。其结果,能高 度维持移动体之控制性,进而可高度维持曝光精度。又,由于能通过 以解除装置来解除制动器机构之阻止作用而使两个移动体接近,因此 在进行与曝光相关之动作等而须使两个移动体接近时,亦能在无制动 器机构之妨碍下使两个移动体接近。
本发明从第3观点观之,为一种第2曝光装置,将液体供应至光 学系统与基板之间,透过该光学系统与该液体以能量射束来使该基板 曝光,其特征在于,具备:本发明之第1移动体系统,其该两个移动 体分别具有能在与该光学系统间保持该液体之液浸可能区域,且以该 两个移动体中的至少一个来保持该基板;以及控制装置,为了使该液 体从该两个移动体的一个液浸可能区域移动至另一个液浸可能区域, 而在维持该两个移动体抵接或较该预定距离接近的预定状态的情况 下,控制该两个移动体的动作。
据此,在进行曝光动作时,为防范移动体之意外失控,可使构成 移动体系统之制动器机构保持在能阻止两个移动体接近的状态。另一 方面,使液体之液浸区域从两个移动体之一液浸可能区域移动至另一 液浸可能区域时,在以解除装置解除制动器机构之前述阻止作用的状 态下,维持两个移动体抵接或较该预定距离接近之预定状态,来控制 前述两个移动体之动作。由此,从在一移动体上形成有液浸可能区域 的状态转换成在另一移动体上形成有液浸可能区域的状态时,即不须 进行停止供应液体→两个移动体之移动→再度开始供应液体之类的一 连串动作。据此,可高度维持曝光精度,且实现两个移动体在光学系 统正下方移动时的高速化、进而实现高产能。
本发明从第4观点观之,为一种第2移动体系统,其特征在于, 具备:两个移动体,能在预定的一轴方向上独立移动;以及变更装置, 可将在该预定的一轴方向的该两个移动体彼此能接近的距离改变成预 先设定的多个距离之一。
本发明从第5观点观之,为一种曝光装置,使基板曝光来在该基 板上形成图案,其特征在于,具备:第2移动体系统,以该两个移动 体中的至少一个来保持该基板;以及控制装置,控制该变更装置的动 作。
又,在光刻步骤中,通过使用本发明之第1~第3曝光装置来将 组件图案转印至基板上,而可提升高集成度的微组件的生产性。据此, 本发明从其它观点观之,亦系一种使用本发明之第1~第3之任一曝 光装置的组件制造方法。
附图说明
图1系一实施形式之曝光装置的概略图。
图2系图1之载台装置的俯视图。
图3(A)系用以说明设于测量载台之脱离构件的说明图(其1)。
图3(B)系用以说明设于测量载台之脱离构件的说明图(其2)。
图3(C)系用以说明设于测量载台之脱离构件的说明图(其3)。
图4系显示X轴固定件80,81之+X侧端部的立体图。
图5系用以说明减震器构成之说明图。
图6(A)系用以说明制动器机构之作用的说明图(其1)。
图6(B)系用以说明制动器机构之作用的说明图(其2)。
图6(C)系用以说明制动器机构之作用的说明图(其3)。
图6(D)系用以说明制动器机构之作用的说明图(其4)。
图7系显示X轴固定件间为最接近之状态的俯视图。
图8系显示一实施形式之曝光装置之控制系统主要构成的方
图9系显示测量载台位于投影光学系统正下方之状态的俯视图。
图10(A)系显示制动器机构之第1变形例(其1)的图。
图10(B)系显示制动器机构之第1变形例(其2)的图。
图11(A)系显示制动器机构之第2变形例(其1)的图。
图11(B)系显示制动器机构之第2变形例(其2)的图。
图11(C)系显示制动器机构之第2变形例(其3)的图。
图11(D)系显示制动器机构之第2变形例(其4)的图。
图12(A)系用以说明在减震器与开闭器接触状态下、X轴固定件 80,81(晶片台WTB与测量台MTB)在X轴方向之相对移动的图(其1)。
图12(B)系用以说明在减震器与开闭器接触状态下、X轴固定件 80,81(晶片台WTB与测量台MTB)在X轴方向之相对移动的图(其2)。
图13系用以说明本发明之组件制造方法的流程图
图14系显示图13之步骤204之具体例的流程图。

具体实施方式

以下,根据图1~图9说明本发明之一实施型态。
图1系概略显示本发明一实施形式之曝光装置100的构成。该曝 光装置100系步进扫描式扫描型曝光装置、亦即扫描仪
曝光装置100,包含:照明系统10;标线片载台RST,系保持该 照明系统10之曝光用照明用光(以下称为「照明用光」或「曝光用光」)IL 所照明的标线片R;投影单元PU,系包含用以使从标线片R射出之 照明用光IL投射于晶片W上的投影光学系统PL;载台装置50,系 具有晶片载台WST及测量载台MST;以及上述装置之控制系统等。 于晶片载台WST上装载有晶片W。
前述照明系统10,例如特开2001-313250号公号及与其对应之 美国专利申请公开第2003/0025890号说明书公报等所揭示,其包 含光源、包含光学积分器等之照度均一化光学系统、分光镜、中继透 镜、可变ND滤光器、标线片遮帘(blind)等(均未图示)。该照明系 统10,系通过照明用光(曝光用光)IL,以大致均一之照度来照明被标 线片遮帘规定之标线片R上的狭缝状照明区域。此处,作为一例,系 使用ArF准分子激光光(波长193nm)来作为照明用光IL。又,作为光 学积分器,系可使用复眼透镜、棒状积分器(内面反射型积分器)或衍 射光学元件等。在本国际申请案所指定指定国(或选择之选择国)的 国内法令允许范围内,援用上述美国专利申请公开之揭示来作为本说 明书之记载的一部分。
于前述标线片载台RTS上例如通过真空吸附固定有标线片R, 该标线片R系于其图案面(图1之下面)形成有电路图案等。标线片载 台RST,能通过例如包含线性达等标线片载台驱动系统11(在图1 未图示、参照图8)而在XY平面内微幅驱动,且能以指定之扫描速度 驱动于预定扫描方向(此处系指图1之图面内左右方向的Y轴方向)。
标线片载台RST之载台移动面内之位置(包含绕Z轴之旋转),系 通过标线片激光干涉仪(以下称为「标线片干涉仪」)116,透过移动镜 15(实际上,系设有具有与Y轴方向正交之反射面的Y移动镜、以及 具有与X轴方向正交之反射面的X移动镜)例如以0.5~1nm左右之分 析能力随时检测。该标线片干涉仪116之测量值,系传送至主控制装 置20(于图1未图示,参照图8),主控制装置20,即根据该标线片干 涉仪116之检测值算出标线片载台RST之X轴方向、Y轴方向及θz 方向(绕Z轴之旋转方向)的位置,且通过根据该计算结果控制标线片 载台驱动系统11,来控制标线片载台RST之位置(及速度)。此外,亦 可对标线片载台RST之端面进行镜面加功来形成反射面(相当于移动 镜15之反射面),来代替移动镜15。
于标线片R上方,在X轴方向相距预定距离设有一对由使用曝 光波长光线之TTR(Through The Reticle)对准系统构成的标线片对准 检测系统RAa、RAb,其用以透过投影光学系统PL同时观察标线片 R上之一对标线片对准标记及与其对应之测量载台MST上的一对基 准标记(以下称为「第1基准标记」)。作为这些标线片对准检测系统 RAa,RAb,例如系使用和特开平7-176468号公报及与其对应之美国 专利第5,646,413号等所揭示者相同构成的装置。在本国际申请案所指 定之指定国(或选择之选择国)的国内法令允许范围内,援用上述美国 专利申请公开之揭示来作为本说明书之记载的一部分。
前述投影单元PU,系配置于标线片载台RST之图1下方。投影 单元PU,包含:镜筒40;以及与投影光学系统PL,系由以预定位置 关系保持于该镜筒40内之多个光学元件构成。作为投影光学系统PU, 例如系使用具有Z轴方向之共通光轴AX之多个透镜(透镜元件)所构 成的折射光学系统。该投影光学系统PL,例如系两侧远心且具有预定 投影倍率(例如1/4倍或1/5倍)。因此,当以来自照明系统10之照 明用光IL来照明标线片R上的照明区域IAR时,由通过标线片R之 照明用光IL,使该照明区域IAR内之标线片R的电路图案缩小像(电 路图案之一部分缩小像)透过投影光学系统PL(投影单元PU)形成于区 域IA(以下亦称为「曝光区域」);该区域IA系与表面涂布有抗蚀剂(感 光剂)之晶片W上的前述照明区域IAR共轭。
此外,本实施形式之曝光装置100,由于系以后述方式进行适用 液浸法之曝光,因此随着数值孔径NA在实质上增大,使标线片侧之 孔径亦变大。如此,仅以透镜构成的反射光学系统,系难以满足珀兹 伐条件(Petzval Condition),而使投影光学系统趋向大型。为避免此投 影光学系统之大型化,亦可使用包含反射镜与透镜所构成之反射折射 系统(catadi optric系统)。
又,本实形形式之曝光装置100中,由于系进行适用液浸法的曝 光,因此于作为构成投影光学系统PL之最靠像面侧(晶片W侧)之光 学元件的透镜(以下亦称「前端透镜」)191附近,设有构成液浸装置 32的液体供应喷嘴31A与液体回收喷嘴31B。
于前述液体供应喷嘴31A,连接有其一端连接于液体供应装置 5(图5中未图示、参照图8)之未图示供应管的另一端,于前述液体回 收喷嘴31B,连接有其一端连接于液体回收装置6(图1中未图示、参 照图8)之未图示回收管的另一端。
前述液体供应装置5,系包含液体槽、加压温度控制装置、 以及用以控制液体对供应管之供应及停止的等。作为阀,最好系使 用例如不仅可进行液体之供应及停止、亦能调整流量的流量控制阀。 前述温度控制装置,系将液体槽内之液体温度调整至收纳有曝光装置 之处理室(未图标)内之温度同样程度。此外,供应液体之槽、加压泵、 温度控制装置、阀等,曝光装置100不需全部具备,亦能将其至少一 部分由设有曝光装置100之工厂等的设备来代替。
前述液体回收装置6,系包含液体之槽及吸引泵、以及透过回收 管控制液体之回收及停止的阀等。作为阀,最好系使用对应前述液体 供应装置5侧之阀的流量控制阀。此外,用以回收液体之水、吸引泵、 阀等,曝光装置100不需全部具备,亦能将其至少一部分由设有曝光 装置100之工厂等的设备来代替。
作为上述液体,此处,系使用可使ArF准分子激光光(波长193nm 之光)透射的超纯水(以下,除特别必要情况外,仅记述为「水」)。超 纯水,具有在半导体制造工厂等能大量获得且对晶片上之感光剂或光 学透镜等无不良影响的优点。
水对ArF准分子激光光之折射率n为大致1.44。于该水中,照明 用光IL之波长,系缩短至193nm×1/n=约134nm。
前述液体供应装置5及液体回收装置6分别具备控制器,各控制 器通过主控制装置20来控制(参照图8)。液体供应装置5之控制器, 系根据来自主控制器20之指令,以预定开度开启连接于供应管的阀, 透过液体供应喷嘴31A将水供应至前端透镜191与晶片W之间。又, 此时,液体回收装置6之控制器,系根据来自主控制器20之指令,以 预定开度开启连结于回收管的阀,透过液体回收喷嘴31B,从透镜191 与晶片W之间将水回收至液体回收装置6(液体槽)内部。此时,主控 制器20,系对液体供应装置5之控制器、液体回收装置6之控制器发 出指令,以使从液体供应喷嘴31A供应至前端透镜191与晶片W间 的水量与透过液体回收喷嘴31B回收之水量恒相等。据此,使透镜191 与晶片W间之水量Lq(参照图1)保持一定。此时,保持于透镜191与 晶片W之间的水Lq系随时更换。
从上述说明可清楚得知,本实施形式之液浸装置32,系一种包含 上述液体供应装置5、液体回收装置6、供应管、回收管、液体供应喷 嘴31A及液体回收喷嘴31B等的局部液浸装置。
此外,即使测量载台MST位于投影单元PU下方时,亦能与上 述同样地将水充满于测量台MTB与前端透镜191之间。
又,上述说明中,为简化其说明,虽分别设有各一个液体供应喷 嘴与液体回收喷嘴,但并不限于此,例如国际公开第99/49504号公 报所揭示般,亦可采用具有多个喷嘴之构成。扼要言之,只要系能将 液体供应至构成投影光学系统PL最下端之光学构件(前端透镜)191与 晶片W之间的构成,该构成可为任意者。例如,本实施形式之曝光装 置,亦能适用在揭示于国际公开第2004/053955号公报之液浸机构或 欧洲专利公开第1420298号公报的液浸机构。在本国际申请指定国(或 选择之选择国)之国内法令所允许范围内,援用上述国际申请公开说明 书及欧洲专利申请公开之揭示来作为本说明书之记载的一部分。
前述载台装置50,包含底座12;晶片载台WST、测量载台MST, 系配置于该底座12上面;干涉仪系统118(参照图8),包含测量这些 载台WST、MST之位置的Y轴干涉仪16、18;以及载台驱动系统124(参 照图8),系驱动载台WST、MST。
于晶片载台WST、测量载台MST之底面多处,设有未图示之非 接触轴承、例如真空预压型空气静压轴承(以下称为「空气垫」),通 过从这些空气垫往底座12上面喷出之加压空气的静压,使晶片载台 WST、测量载台MST透过数μm程度之间隙以非接触方式悬浮支撑 于底座12上面的上方。又,各载台WST、MST,系构成为可通过载 台驱动系统124而独立驱动于X轴方向(图1之纸面内左右方向)及Y 轴方向(图1之纸面正交方向)的二维方向。
如图2之俯视图所示,于底座12上,延伸于Y轴方向之一对Y 轴固定件86,87相隔预定间距配置于X轴方向。这些Y轴固定件86,87 例如由内装有永久磁石群之磁极单元构成,该永久磁石群系由沿Y轴 方向以预定间隔且交替配置之多组N极磁石与S极磁石构成。于这些 Y轴固定件86,87,各两个之Y轴可动件82,84及83,85系以卡合于 所对应之Y轴固定件86,87之状态下设置成非接触。亦即,合计四个 之Y轴可动件82,84,83,85,系呈插入于XZ截面为U字型之Y轴固 定件86或87之内部空间的状态,分别透过未图示空气轴承例如透过 数μm程度之间隙来悬浮支撑于所对应的Y轴固定件86或87。各Y 轴可动件82,84,83,85,例如系由分别内装有沿Y轴方向相距预定间 隔所配置之电枢线圈的电枢单元所构成。亦即,本实施形式中,系以 电枢单元所构成之Y轴可动件82,84与磁极单元所构成之Y轴固定件 86,来分别构成移动线圈型的Y轴线性马达。同样地,以Y轴可动件 83,85与Y轴固定件87,分别构成移动线圈型之Y轴线性马达。以下, 将上述四个Y轴线性马达分别使用与各Y轴可动件82,84,83,85相同 的符号来适当称为Y轴线性马达82、Y轴线性马达84、Y轴线性马 达83及Y轴线性马达85。
上述四个Y轴线性马达中,两个Y轴线性马达82,83之可动件 82,83,系分别固定于延伸于X轴方向之X轴固定件80长边方向的一 端与另一端。又,剩余之两个Y轴线性马达84,85之可动件84,85, 系固定于延伸于X轴方向之X轴固定件81的一端与另一端。据此, X轴固定件80,81,即可通过各一对之Y轴线性马达82,83,84,85分 别沿Y轴被驱动。
前述各X轴固定件80,81,例如系由分别内装有沿X轴方向相距 预定间隔配置之电枢线圈的电枢单元所构成。
一X轴固定件81,系设置成插入形成于X移动体91(构成晶片载 台WST,图2中未图示,参照图1)之未图示开口的状态。于该X移动 体91之上述开口内部例如设有具永久磁石群的磁极单元,该永久磁石 群系由沿X轴方向以预定间隔且交替配置之多组N极磁石与S极磁石 构成。以该磁极单元与X轴固定件81来构成用以将X移动体91驱动 于X轴方向之动磁型X轴线性马达。同样地,另一X轴固定件80, 系设置成插入形成于X移动体92(构成测量载台MST,图2中未图示, 参照图1)之未图示开口的状态。于该X移动体92之上述开口内部设 有与晶片载台WST侧(X移动体91侧)同样的磁极单元。以该磁极单 元与X轴固定件80来构成用以将测量载台MST驱动于X轴方向之动 磁型X轴线性马达。以下,将上述X轴线性马达分别使用与各X轴 可动件81,80(构成各固定件)相同的符号来适当称为X轴线性马达81、 X轴线性马达80。
本实施形式中,构成载台驱动系统124之上述各线性马达,以由 图8所示之主控制装置20来控制。此外,各线性马达,并不限定于动 磁型或移动线圈型之任一方,能视需要来适当选择。
此外,通过稍微改变一对Y轴线性马达84,85(或82,83)分别产 生的推力,而能控制晶片载台WST或测量载台MST之偏转。
前述晶片载台WST,包含:前述X移动体91;以及晶片台WTB, 系透过未图示Z-位准机构(例如音圈马达等)而装载于该X移动体91 上,相对X移动体91在Z轴方向及绕X轴之旋转方向(θX方向)、绕 Y轴旋转的旋转方向(θY方向)上微小地被驱动。
于前述晶片台WTB上设有通过真空吸附等来保持晶片W的晶片 保持具(未图示)。又,于晶片台WTB上面设有辅助板(防水板)28(参照 图1,图3),该辅助板系与装载于晶片保持具之晶片大致同一面高、其 整体为矩形且于其中央部形成有较晶片保持具大一圈的圆形开口。(参 照图1、图3)。此辅助板(防水板)28,系设定成较晶片台WTB大一圈。 辅助板(防水板)28之防液体(防水)面,一般较不耐远紫外带或真空紫外 带的光,而会因其曝光用光之照射使防液体(防水)性能劣化。又,有 可能会于辅助板(防水板)28之上面形成液体的附着痕(水痕)。因此,辅 助板(防水板)28系作成可容易地拆装(更换)于晶片台WTB。此外,辅 助板(防水板)之固定,系能采用真空吸附方式或静电吸附方式等的各 种方式。
如图2所示,该晶片台WTB之-Y端面,系经由镜面加工而形 成为反射面17a,-X端面亦同样地经由镜面加工而形成为反射面 17b。于这些反射面,系从构成干涉仪系统118(参照图8)之干涉仪(在 Y轴方向为Y轴干涉仪16,在X轴方向为多个X轴干涉仪126,128) 投射干涉仪光束(测距光束),通过以各干涉仪接收其反射光,测量各 反射面从基准位置(一般系于投影单元PU侧面或对准系统ALG之侧 面配置反射镜,以该处为基准面)的位移,由此,即可测量晶片台WTB 之二维位置。此外,图2中虽未图示,但当来自X轴干涉仪之测距光 束无法照射至时,晶片台WTB之位置系以编码器77A(参照图8)来测 量。
前述测量载台MST,包含前述X移动体92与装载于该X移动体 92上之测量台MTB。测量台MTB亦透过未图示之Z.位准测量机构 装载于X移动体92上。此外,亦可采用将测量台MTB固定于X移 动体92、而可使X移动体92驱动于六自由度方向的构成。
于该测量台MTB(及X移动体92)设有各种测量用构件。作为该 测量用构件,例如有日本特开平5-21314号公报及其对应之美国专利 第5,243,195号等所揭示之透过形成有多个基准标记之基准标记板或 投影光学系统PL接收照明用光IL的传感器等。作为传感器,例如能 采用日本特开平11-16816号公报及其对应之美国专利申请公开第 2002/0061469号说明书等所揭示之照度监测器(具有在投影光学系统 PL之像面上接收照明用光IL之预定面积的受光部),或日本特开昭 57-117238号公报及其对应之美国专利第4,465,368号等所揭示之照 度不均传感器(具有在投影光学系统PL之像面上接收照明用光IL的 针孔状受光部),以及日本特开2002-14005号公报及其对应之美国专 利申请公开第2002/0041377号说明书等所揭示之空间像测量器(用以 测量以投影光学系统PL投影之图案之空间像(投影影像)的光强度)等。 在本国际申请指定之指定国(或选择之选择国)之国内法令所允许范围 内,援用上述各美国专利、各美国专利申请公开之揭示来作为本申请 书之记载的一部分。
此外,本实施形式中,对应所进行之通过透过投影光学系统PL 与水之曝光用光(照明用光)IL来使晶片W曝光的液浸曝光,使用照明 用光IL之测量所使用的上述照度监测器、照度不均传感器、空间像测 量器,即系透过投影光学系统PL及水来接收照明用光IL。又,各传 感器,例如亦可仅有光学系统等之一部分装载于测量台MTB(及X移 动体92),或亦可将传感器整体配置于测量台MTB(及X移动体92)。
如图2及图3(A)所示,于测量台MTB之-Y侧端部设有延伸于 X轴方向之脱离构件29。该脱离构件29,例如系由氟龙(登记商标) 树脂构成,透过未图示之永久磁石等固定于测量台MTB,如图3(B) 所示,当在受到来自Y轴方向之冲击时(与防水板28撞击而产生之力 量),即如图3(C)所示般能从测量台MTB脱离。
该测量台MTB之+Y端面、-X端面亦形成有与前述晶片台 WTB同样之反射面19a,19b(参照图2)。于这些反射面,系从构成干 涉仪系统118(参照图8)之干涉仪(在Y轴方向为Y轴干涉仪18,在X 轴方向为多个X轴干涉仪126,128或130)投射干涉仪光束(测距光束), 通过以各干涉仪接收其反射光,测量各反射面从基准位置(一般系于投 影单元PU侧面或对准系统ALG之侧面配置反射镜,并以该处为基准 面)的位移,由此,即可测量测量载台MST之二维位置。此外,图2 中虽未图示,但当来自X轴干涉仪之测距光束无法照射至时,测量台 MTB之位置系以编码器77B(参照图8)来测量。
此外,如图2及以立体图显示X轴固定件80,81附近的图4所示, 于X轴固定件81与X轴固定件80设有制动器机构48A,48B。一制动 器机构48A,包含:减震器47A,系设于一X轴固定件81;以及开闭 器49A,系设于另一X轴固定件80之前述减震器47A的相对位置(+Y 侧)。在X轴固定件80之与减震器47A相对的位置形成有开口51A。
前述减震器47A,系由油压缓冲器构成,如图5之截面图所示, 包含:圆筒状(截面为圆形)的气缸102;设于该气缸102内部之圆柱状 活塞104c;连接于该活塞104c之活塞杆104a;以及设于该活塞杆104a 之外周部,狭持于圆筒102之端面与活塞杆104a之头部104d间的压 缩弹簧106。前述气缸102内部,系由活塞104c来分隔第1室108A 与第2室108B,透过设于活塞104c之孔104b,来相互连通各室108A, 108B。于室108A,108B内部分别注入作动油。
前述开闭器49A,如图4所示,系设于形成在X轴固定件80之 开口51A的-Y侧,通过包含气缸等所构成之驱动机构34A而驱动于 箭头A、A’方向(Z轴方向)。据此,可通过开闭器49A来使开口51A 成为开启状态或关闭状态。该开闭器49A之开闭状态,系通过设于该 开闭器49A附近之开关传感器(图4中未图示、参照图8)101来检测, 该检测结果送至主控制装置20。
另一制动器机构48B亦与一制动器机构48A为同样之构成。亦 即,如图2所示,制动器机构48B,包含设于一X轴固定件81之-X 端部附近的减震器47B、以及设于另一X轴固定件80之与前述减震器 47B相对之位置的开闭器49B。又,于X轴固定件80之开闭器49B 的+Y侧部分形成有开口51B。
此处,根据放大显示一制动器机构48A附近的图6(A)~(D)来说 明前述制动器48A,48B之作用。
如图6(A)所示,在开闭器48A处于关闭开口51A之状态的情形 下,如图6(B)所示当X轴固定件81与X固定件80接近时,亦通过减 震器47A与开闭器49A之接触,使X轴固定件80,81彼此不能更加 接近。此时,如图6(B)所示,当减震器47A之活塞104C移动至最靠 -Y侧时(亦即,减震器缩短,其全长为最短时),亦为晶片台WTB与 测量台MTB彼此不接触的构成。
另一方面,如图6(C)所示,当透过驱动机构34A来下降地驱动 开闭器49A时,由于开口51A即成为开放状态,因此在X轴固定件 81,80彼此接近时,即会如图6(D)所示,可使减震器74A之前端部之 至少一部分侵入开口51A内,而能使X轴固定件80,81彼此较图6(B) 所示之状态更接近。在此种X轴固定件81,80彼此为最接近之状态下, 如图7所示,能使晶片台WTB与测量台MTB接触(或使其接近至相 距300μM左右之间隙)。
开口51A之深度,可如图6(D)所示,设定成即使在X轴固定件 81,80彼此为最接近之状态下在减震器47A与开口51A之终端部(相当 于底的部分)之间亦形成有间隙,或亦可设定成减震器47A接触于终端 部。又,在X轴固定件81,80相对移动于X轴方向时,亦可根据相对 移动之量来预先设定开口部宽度,以使减震器47A与开口51A之壁部 不接触。
此外,另一制动器48B亦发挥相同功能。
返回图2,于X轴固定件80之+X端部分设有间隔检测传感器 43A与撞击检测传感器43B,于X轴固定件81之+X端部,系于其+Y 侧突设有延伸于Y轴方向之细长板状构件41A。又,如图2所示,于 X轴固定件80之-X端部设有间隔检测传感器43C与撞击检测传感 器43D,于X轴固定件81之-X端部,系于其+Y侧突设有延伸于Y 轴方向之细长板状构件41B。
前述间隔检测传感器43A,例如由透射型光传感器(例如LED- PTr之透射型光传感器)构成,如图4所示,包含U字形固定构件142、 以及设于该固定构件142之相对之各一对的面之发光部144A与受光 部144B。此间隔检测传感器43A,系通过检测出受光部144B之输出(通 过遮蔽来自发光部144A之光而变化),来检测发光部114A与受光部 114B之间是否存在有不透光之物体。
亦即,通过间隔检测传感器43A,当X轴固定件80与X轴固定 件81从图4之状态更为接近时,如图7所示,板状构件41A即进入 受光部144B与发光部144A之间。此时,由于板状构件41A之下半部 遮蔽来自发光部144A之光,因此进入受光部144B之光即消失,使输 出电流变小。据此,主控制装置20,即能通过检测该输出电流,来检 测出两移动体之间隔为预定距离以下。
前述撞击检测传感器43B为一种传感器,其包含U字型固定构 件以及设于该固定构件143之相对各一对之面的发光部145A与受光 部145B,通过检测出受光部145B之输出(通过遮蔽来自发光部145A 之光而变化),来检测发光部145A与受光部145B之间是否存在有不 透光之物体。此时,发光部145A,如图4所示,于前述间距感检测传 感器43A之发光部144A,设定在相异Z轴方向之位置(高度位置)的位 置,受光部145B,系相对间隔检测传感器43A之受光部144B,设定 于在Z轴方向之位置(高度位置)相异的位置。
通过此撞击检测传感器43B,在X轴固定件81,80彼此更接近、 使晶片台WTB与测量台MTB接触之步骤时,由于板状构件41A之 上半部定位于发光部145A与受光部145B间,因此来自发光部145A 之光即不会进入受光部145B。
此外,图4中,板状构件41A,虽设定成上半部较下半部长(更向 +Y方向突出之状态),但此系因晶片台WTB与测量台MTB接触时, 板状构件41A之上半部定位于发光部145A与受光部145B之间。据此, 当能将撞击检测传感器43B设于更靠-Y侧时,亦可仅采用长方形状 之板状构件。
又,由于设于X轴固定件之-X端部附近的间隔检测传感器43C 及撞击检测传感器43D,亦与前述之设于+X端部附近之间隔检测传 感器43A及撞击检测传感器43B同样的构成,且板状构件41B亦与前 述板状构件41A相同构成,因此省略其说明。
返回图1,本实施形式之曝光装置100中,于保持投影单元PU 之保持构件设有离轴对准系统(以下,简称为「对准系统」)ALG。作 为该对准系统ALG,可使用例如影像处理方式之FIA(Field Image Alignment(场像对准))系统传感器,其能将不会使晶片上之抗蚀剂感光 的宽频检测光束照射于对象标记,并以摄影元件(CCD(电荷耦合装置) 等)拍摄通过来自该对象标记之反射光而成像于受光面的对象标记影 像、以及未图标之指针(设于对准系统ALG内之指针板上的指针图案) 影像,并输出这些影像信号。来自对准系统ALG之摄影信号,系供 应至图8的主控制装置20。
此外,作为对准系统ALG,系不限于FIA系统,亦能单独或组 合使用能将同调检测光照射于对象标记以检测从此对象标记产生之散 射光或衍射光的对准传感器,或是干涉从该对象标记产生之两衍射光 (例如同阶数之衍射光、或衍射于同方向之衍射光)来加以检测的对准 传感器。
本实施形式之曝光装置100,虽于图1中省略图示,但设有与照 射系统90a及受光系统90b(参照图8)所构成、例如于日本特开平 6-283403号公报及其对应之美国专利第5,448,332号所揭示者相同之 斜入射方式的多点焦点位置检测系统。本实施形式中,作为其一例, 照射系统90a系在投影单元PU之-X侧悬吊支撑于用以保持投影单 元PU之保持构件,受光系统90b系在投影单元PU之+X侧悬吊支 撑于保持构件下方。亦即,照射系统90a及受光系统90b、与投影光 学系统PL,均安装于同一构件,两者之位置关系维持于一定。在本国 际申请指定之指定国(或所选择之选择国)之国内法令所许可范围,援 用于上述美国专利之揭示作为本申请书记载之一部分。
图8,系显示曝光装置100之控制系统的主要构成。此控制系统, 系以由用以统筹控制装置整体之微电脑(或工作站)所构成的主控制装 置20为中心。
其次,根据图2、图7、图9等,说明以上述方式构成之本实施 形式的曝光装置100中、使用晶片载台WST与测量台MST所进行之 并行处理动作。此外,以下动作中,系以主控制系统20来如前述般进 行液浸装置32之液体供应装置5及液体回收装置6之各阀的开关控 制,随时将水充满于投影光学系统PL之前端透镜191正下方。不过, 以下为使说明容易理解,省略关于液体供应装置5及液体回收装置6 之控制的说明。
图2,系显示对晶片载台WST之晶片W(此处,系以某批量(1批 量为25片或50片)之最后晶片来作为其一例)进行步进扫描方式之曝 光时的状态。此时,测量载台MST,系于不与晶片载台WST撞击之 预定待机位置待机。又,此时,为防止晶片载台WST与测量载台MST 较预定距离接近,系设定成开闭器49A,49B为关闭开口51A,51B的 状态。
上述曝光动作,系通过主控制装置20,根据事前进行之例如 EGA(加强型全晶片对准)等之晶片对准结果及最新之对准系统ALG 之基线的测量结果等,反复进行照射间移动动作(使晶片载台WST往 用以使晶片W上之各照射区域曝光的扫描开始位置(加速开始位置)移 动)与扫描曝光动作(以扫描曝光方式对各照射区域转印形成于标线片 R的图案),以此来进行。此外,上述曝光动作,系在将水保持在前端 透镜191与晶片W间的状态下进行。
接着,在晶片载台WST侧对晶片W之曝光结束的步骤时,主控 制系统20,透过驱动机构34A,34B来下降地驱动开闭器49A,49B, 将开口51A,51B设定成开启状态。主控制装置20,在透过开闭传感 器101确认开闭器49A,49B为完全开启的状态后,根据干涉仪系统 118之测量值及编码器77B之测量值来控制载台驱动系统124,使测 量载台MST(测量台MTB)移动至图7所示之位置。此时,测量台MTB 之-Y侧面与晶片台WTB之+Y侧面系接触。此外,亦可监控干涉 仪系统118中、用以测量各载台之Y轴方向位置之干涉仪的检测值, 使测量台MTB与晶片台WTB在Y轴方向离开300μm左右,保持非 接触之状态。
其次,主控制装置20,系一边保持晶片台WTB与测量台MTB 在Y轴方向之位置关系,一边开始同时将两载台WST、MST驱动于 -Y方向的动作。
如此,当通过主控制装置20同时驱动晶片载台WST、测量载台 MST时,保持于投影单元PU之透镜191与晶片W之间的水,即随 着晶片载台WST及测量载台MST往-Y侧之移动,而依序照晶片 W→防水板28→测量台MTB上之顺序移动。此外,在上述移动当中, 晶片台WTB、测量台MTB系保持相互接触之位置关系。
当从上述状态更进一步地将晶片载台WST、测量载台MST往- Y方向驱动预定距离时,即如图9所示,成为在测量载台MST与前端 透镜191之间保持有水的状态。
其次,主控制系统20,一边根据干涉仪系统118、编码器77A之 测量值管理晶片载台WST之位置,一边控制载台驱动系统124,使晶 片载台WST移动至预定晶片更换位置,进行与下一批量之第一片晶 片的更换动作,同时,视需要执行使用测量载台MST之即定测量。 作为该测量,例如可举出对准系统ALG之基线测量来作为一例。具 体而言,主控制装置20,系使用前述标线片对准系统RAa,RAb,同 时检测出与设于测量台MTB上之基准标记区域内之一对第1基准标 记对应的标线片上之标线片对准标记,来检测出与一对第1基准标记 对应之标线片对准标记的位置关系。与此同时,主控制装置20,通过 以对准系统ALG检测出上述基准标记区域内之第2基准标记,来检 测出对准系统ALG之检测中心与第2基准标记之位置关系。接着, 主控制装置20,根据与上述一对第1基准标记之标线片对准标记对应 的位置关系、对准系统ALG之检测中心与第2基准标记之位置关系、 以及已知之一对第1基准标记与第2基准标记的位置关系,来求出投 影光学系统PL对标线片图案之投影中心与对准系统ALG之检测中心 的距离、亦即对准系统ALG之基线。
此外,在进行上述对准系统ALG之基线测量的同时,先在标线 片上形成多对标线片对准标记,并与此对应地在基准标记区域内形成 多对第1基准标记,通过一边使标线片载台RST、测量载台MST步 进移动于Y轴方向、一边使用标线片对准系统RAa,RAb来测量至少 两对第1基准标记与对应之标县片对准标记的相对位置,即亦能进行 所谓之标线片对准。
此时,使用标线片对准系统RAa,RAb之标记的检测,系透过投 影光学系统PL及水来进行。
接着,在上述两载台WST,MST上之作业结束的阶段,主控制 装置20,即使测量载台MST与晶片载台WST接触,并一边维持该状 态一边在XY面内驱动,使晶片载台WST返回投影单元正下方。此外, 如前所述,亦可使测量载台MST与晶片载台WST为非接触状态。
主控制装置20,与先前相反地,系一边保持晶片载台WST与测 量载台MST在Y轴方向的位置关系,一边同时将两载台WST,MST 驱动于+Y方向,使晶片载台WST(晶片)移动至投影光学系统PL下 方后,使测量载台MST退离至预定位置。在此阶段,主控制装置20, 通过透过驱动装置34A,34B来上升地驱动开闭器49A,49B,将开口 51A,51B设定成关闭状态。
其后,主控制装置20,即对新的晶片执行晶片对准、步进扫描方 式之曝光动作,依序将标线片图案转印至晶片上之多个照射区域。之 后,重复进行同样的动作。
此外,上述说明中,虽说明进行基线测量之情形来作为测量动作, 但并不限于此,亦可在晶片载台WST侧进行各晶片之更换时,使用 测量载台MST之测量器群,进行照度测量、照度不均测量、空间像 测量、波面像差测量之至少一种,并将该检测结果反应至其后进行之 晶片曝光。具体而言,例如能根据测量结果,通过未图示之成像特性 校正控制器来进行投影光学系统PL的调整。又,上述之空间像测量 器、照度不均测量器、照度度监视器、以及波面像差测量器,并不一 定要全部具备,亦可视必要仅装载一部分。
又,上述说明中,虽对新晶片之晶片对准系在使测量载台MST 退离后进行,但新晶片之晶片对准的至少一部分,亦可在使两载台 WST,MST接触前、以及/或在使两载台WST,MST接触之状态下进 行。
此处,在进行上述之各种动作时,系通过干涉仪系统118来检测 晶片台WTB(晶片载台WST)之位置及速度、测量台MTB(测量载台 MST)之位置及速度。主控制装置20,系算出两载台之各时间的各相 对速度,当算出之相对速度超过预定之值(监限值)时,即进行抑制两 载台之速度的控制,从而防止两载台之失控、撞击。
如以上之详细说明,根据本实施形式之曝光装置100,通过制动 器机构48A,48B,不仅可阻止两个X轴固定件80,81彼此较预定距离 接近,亦可阻止晶片台WTB(防水板28)与测量台MTB较预定距离接 近。又,通过驱动机构34A,34B使开闭器49A,49B退离,能解除该 制动器机构48A,48B之阻止作用,使两个X轴固定件80,81较预定距 离接近,而使晶片台WTB(防水板28)与测量台MTB较预定距离接近。
特别是,如本实施形式之曝光装置100,在采用液浸型之曝光装 置的情形下,当从晶片台WTB(或测量台MTB)位于投影光学系统PL 正下方之状态迁移至测量台MTB(或晶片台WTB)位于投影光学系统 PL正下方的状态时,即解除减震器49A,49B之阻止作用。因此,由 于能使晶片台WTB(防水板28)与测量台MTB在接近之状态下在投影 光学系统正下方移动,因此无须进行以下(1)~(3)之一连串动作。亦即, 不需要(1)回收存在于防水板28(或测量台MTB)上之水、(2)将测量台 MTB(或晶片台WTB)移动至投影光学系统正下方、(3)再度供应水等 的一连串动作。据此,可将曝光精度维持的较高,且使两个载台之移 动高速化,进而实现高产能。
又,主控制装置20,当两个X轴固定件之相对速度(晶片台WTB 与测量台MTB之相对速度)达预定值以上时,即限制两个X轴固定件 80,81(晶片载台WST及测量载台MST)中之至少一方的速度。因此, 能事先防止两个X轴固定件(晶片载台WST及测量载台MST)之失控, 进而减低晶片台WTB与测量台MTB撞击的可能性,其结果,可谋求 避免晶片载台WST与测量载台MST之损伤、维持各载台之驱动性能、 以及维持曝光精度。
又,由于采用用以缓和来自Y轴方向之冲击的减震器来作为制动 器机构,因此即使在阻止移动体间接近之情形下,由于能缓合来自另 一移动体之冲击对一移动体造成的影响,因此能极力抑制各移动体之 损伤等。
又,本实施形式中,由于包含用以检测开闭器为开启及关闭状态 时之至少一方的开闭传感器101,因此通过根据该开闭传感器101之 检测结果来移动两个X轴固定件80,81,即能在使X轴固定件80,81 接近、或在使晶片台WTB与测量台MTB接近或接触时,避免减震器 47A,47B与开闭器49A,49B机械干涉。
又,本实施形式中,由于不仅具备制动器机构48A,48B,亦具备 间隔检测传感器43A,43C,使用该传感器来检测两个X轴固定件80, 81彼此是否较预定距离接近,因此能检测出晶片台WTB与测量台 MTB之接近程度,即使假设在晶片载台WST与测量载台MST失控 等时亦能进一步减少撞击的可能性。
再者,本实施形式中,由于包含用以检测两个X轴固定件80,81 之撞击的撞击检测传感器43B,43D,因此通过根据该传感器43B,43D 之检测结果来进行两个X轴固定件80,81的驱动控制,即能极力减低 因晶片台WTB与检测台MTB之撞击对各台等所造成的影响。又,通 过该传感器43B,34D来检测出撞击,而能迅速且容易地判断是否开始 进行维修保养。
又,本实施形式中,由于在测量台MTB之-Y侧端部分配置有 脱离构件29,因此即使晶片台WTB(防水板28)与测量台MTB撞击, 亦能通过脱离构件29最初之脱离来极力缩小台本身的损伤。
此外,上述实施形式中,虽将脱离构件29配置于测量台MTB侧, 但并不限于此,脱离构件29,亦可设于晶片台WTB之+Y端部。
又,上述实施形式中,虽说明将制动器机构设于X轴固定件80,81 的情形,但并不限于此,例如亦可将制动器机构设于晶片台WTB(或) 及测量台MTB。
又,上述实施形式中,虽阻止X轴固定件80,81彼此接近及晶片 台WTB(防水板28)与测量台MTB之接近,但当然亦可阻止其它二物 体之接近。
又,上述实施形式中,虽将制动器机构设于X轴固定件80,81, 但亦可将制动器机构设于任一方。
又,上述实施形式中,虽将制动器机构设于X轴固定件80,81, 来阻止X轴固定件80,81彼此之接近、以及阻止晶片台WTB(防水板 28)与测量台MTB之接触,但不限于此,亦可将制动器机构设于其它 二物体的至少一方。例如,亦可将制动器机构设于晶片台WTB(防水 板28)与测量台MTB之至少一方,来阻止晶片台WTB(防水板28)与 测量台MTB的接近。又,亦能将制动器机构设于晶片台WTB与测量 台MTB之至少一方,以阻止X轴固定件80,81彼此接近或其它二物 体之接近。
又,上述说明中,虽系在以晶片载台进行晶片更换之前后解除制 动器机构48A,48B的阻止功能,但当然不限于此,亦能视必要解除制 动器机构48A,48B的阻止功能。
此外,上述实施形式中,虽说明载台装置50具备晶片载台WST 与测量载台MST的情形,但不限于此,两个载台亦可均为晶片载台。 此时,由于能在在一载台上进行曝光动作时于另一载台进行晶片更换 及对准等的测量,因此能期待产能之提升。
又,上述实施形式中,虽采用减震器来作为制动器机构,但不限 于此,即使系减震器以外之装置(例如空气缓冲器等),只要系能缓和 来自Y轴方向之冲击者,能采用各种缓冲装置。又,作为制动机构, 并不限于缓冲装置,亦可采用不具缓冲作用之制动器机构。
又,上述实施形式中,虽将减震器设于X轴固定件81侧,而于 X轴固定件80设置用以开关形成于该X轴固定件80之开口的开闭器, 但不限于此,亦可将减震器设于X轴固定件80侧,而于X轴固定件 81形成开口且设置开闭器。
又,虽上述实施形式中系将开闭器驱动于Z轴方向,但并不限于 此,亦可采用使开闭器移动于X轴方向的构成,或亦可采用较开口小 一圈之盖状构件能在开口内部移动于Y轴方向的构成。
此外,上述实施形式中,虽将开口设于X轴固定件80,但不限 于此,亦可如图10所示,不设置开口,而由具有开闭器49A厚度之 构件构成,透过使开闭器49A上下移动之驱动机构34A,将开闭器49A 从图10(A)之状态改变为图10(B)之状态,从而以减震器47A来阻止晶 片台WTB(防水板28)与测量台MTB之接触、并解除该阻止作用。
又,上述实施形式中,虽采用固定于一X轴固定件81之减震器 与开闭器的组合,但本发明不限定于此,亦可如图11所示,采用能使 减震器移动于Y轴方向之构成。根据图11(A)之构成,减震器47A, 系沿设于X轴固定件81上之导件45,通过气缸所所构成之驱动机构 34来驱动于Y轴方向。又,在与X轴固定件80之减震器47A相对的 位置设有板构件49’。
此时,如图11(A)所示,在减震器47A配置于+Y侧、而减震器 47A较X轴固定件81突出于+Y侧的状态下,如图11(B)所示,即使 两X轴固定件81,80接近,亦可通过减震器47A与板构件49’之接触, 使X轴固定件80,81无法较预定距离接近。亦即,即使假如X轴固定 件80,81之至少一方失控时,亦能阻止晶片台WTB(防水板28)与测量 台MTB的接触。
另一方面,如图11(C)所示,减震器47A通过驱动机构34’而移 动至-Y侧时,如图11(D)所示,由于减震器47A与板构件49’未接触, 因此可使两X轴固定件81,80彼此最为接近。(亦即,使晶片台WTB(防 水板28)与测量台MTB接触或最为接近)
此外,上述变形例中,最好系设置可检测减震器47A之位置系位 于图11(A)之位置、或处于图11(C)之状态之至少一方的传感器。
又,上述变形例(图11(A)~图11(D))中,亦可不设置设于X轴固 定件80之板构件49’。又,亦可将减震器47A及驱动机构34’设于X 轴固定件80侧。
又,虽采用气缸来作为上述实施形式之用以驱动开闭器49A的驱 动机构34A,34B以及上述变形例之用以驱动减震器47A的驱动机构 34’,但不限于此,亦能采用滚珠螺杆方式之驱动机构、或音圈马达、 线性马达等各种驱动机构。
又,上述实施形式中,为了获得晶片台WTB及测量台MTB之 位置信息而使用干涉仪系统,但亦可使用编码器等其它的测距系统来 替代。
又,上述实施形式中,虽说明采用透射型光传感器来作为间隔检 测传感器及撞击检测传感器,但本发明并不限于此,例如采用光传感 器时,亦可使用反射型光传感器或分离型光传感器。又,不限于光传 感器,亦能使用线传感器或静电容传感器等各种传感器。又,作为第 3、第4检测装置,亦能使用直接测量两个移动体间之距离的测量装置。
又,上述实施形式中,当制动器机构48A(48B)之开闭器49A(49B) 为关闭状态时,虽在Y轴方向阻止X轴固定件80,81(晶片台WTB与 测量台MTB)较预定距离接近,但即使减震器47A(47B)之头部104d 与开闭器49A(49B)接触,各X轴固定件80,81(晶片台WTB与测量台 MTB)亦能分别相对移动于X轴方向及Z轴方向。例如,X轴固定件 80,81(晶片台WTB与测量台MTB)分别移动于X轴方向时,如图12(A) 所示,即使减震器47A之头部104d与开闭器49A接触,亦能一边限 制X轴固定件80,81(晶片台WTB与测量台MTB)彼此在Y轴方向接 近、一边移动于X轴方向。此处,为避免头部104d与开闭器49A间 之摩擦的影响,最好系于头部104d与开闭器49A之各表面施以铁氟 龙(注册商标)的涂布等、用以使其易于滑动的表面处理。由此,如图 12(B)所示,头部104d与开闭器49A在接触之状态下,开闭器49A与 头部104d亦能以在彼此表面滑动的方式移动。如此,由于开闭器49A 与头部104d即使接触亦可容许X轴方向的移动,因此可不受头部104d 与开闭器49A接触之影响,使X轴固定件80,81(晶片台WTB与测量 台MTB)相对移动于X轴方向。此外,亦可将头部104d与开闭器49A 之接触部作成可旋转的球状来替代前述表面处理。又,图12(A)、图 12(B),虽系显示X轴固定件80,81(晶片台WTB与测量台MTB)相对 移动于X轴方向时之图,但在Z轴方向亦相同。
此外,上述实施形式中,虽对曝光装置为液浸型之曝光装置的情 形来加以说明,但并不限于此,亦能采用不透过液体(水)来进行晶片 W之曝光的干式曝光装置。此时,在同时进行曝光动作、对准动作等 动作时,假设即使两个载台失控,亦能防止两载台彼此撞击,且在须 使2载台接近时,亦可通过解除制动器机构之阻止作用,而在无制动 器机构之妨碍下使两个载台接近。
又,上述各实施形式中,虽使用超纯水(水)作为液体,但本发明 当然并不限定于此。亦可使用化学性质稳定、照明用光IL之透射率高 的安全液体来作为液体,例如氟系惰性液体。作为此氟系惰性液体, 例如能使用氟洛黎纳特(Fluorinert,美国3M公司之商品名称)。此氟系 惰性液体亦具优异冷却效果。又,作为液体,亦能使用具有对照明用 光IL之透射性、且折射率尽可能较高者,或使用对涂布于投影光学系 统或晶片表面之抗蚀剂稳定者(例如杉木油、cedar oil)来作为液体。在 使用F2激光作为光源时,只要选择全氟聚醚油(Fomblin Oil)即可。
又,上述各实施形式中,亦可再利用回收之液体,此时,最好将 用以从所回收液体除去杂质的过滤器设置于液体回收装置或回收管 等。
又,上述实施形式中,虽说明本发明适用于步进扫描式等之扫描 型曝光装置,但本发明之适用范围当然不限定于此。亦即,本发明亦 可适用于步进重复式之投影曝光装置、步进接合方式之曝光装置、或 近接方式的曝光装置。
曝光装置用途并不限定于半导体制造用之曝光装置,亦可广泛适 用于例如用来制造将液晶显示组件图案转印于方型玻璃板之液晶用曝 光装置,或制造有机EL、薄膜磁头、摄影元件(CCD等)、微型机器 及DNA芯片等。又,除了制造半导体组件等微型组件以外,为了制 造用于光曝光装置、EUV(极远紫外线)曝光装置、X射线曝光装置及 电子光束曝光装置等的标线片或掩模,亦能将本发明适用于用以将电 路图案转印至玻璃基板或晶片等之曝光装置。
又,上述实施形式之曝光装置的光源,不限于ArF准分子激光光 源,亦能使用KrF准分子激光光源(输出波长248nm)、F2激光(输出波 长157nm)、Ar2激光(输出波长126nm)、Kr2激光(输出波长146nm) 等脉冲激光光源,或发出g线(波长436nm)、i线(波长365nm)等发射 亮线之超高压水灯等。又,亦可使用YAG激光之谐波产生装置等。 另外,可使用例如谐波,其系以涂布有铒(或铒及镱两者)之光纤放大 器,将从DFB半导体激光或纤维激光射出之红外线区或可见区的单一 波长激光光放大,并以非线形光学结晶将其转换波长成紫外光。又, 投影光学系统可不仅为缩小系统,亦可为等倍或放大系统的任一种。
又,上述实施形式中,作为曝光装置之照明光IL,并不限于波长 100nm以上之光,亦可使用波长未满100nm之光。例如,近年来,为 了曝光70nm以下之图案,已进行了一种EUV曝光装置之开发,其系 以SOR或电浆激光为光源来产生软X线区域(例如5~15nm之波长域) 之EUV(Extreme Ultra Violet)光,且使用根据其曝光波长(例如13.5nm) 所设计之全反射缩小光学系统及反射型掩模。此装置中,系使用圆弧 照明同步扫描掩模与晶片来进行扫瞄曝光之构成。
《组件制造方法》
接着,说明在光刻步骤使用上述曝光装置之组件制造方法的实施 形式。
图13,系显示组件(IC(集成电路)或LSI(大型集成)等半导体芯片、 液晶面板、CCD、薄膜磁头、微型机器等)的制造例流程图。如图13 所示,首先,步骤201(设计步骤)中,系进行组件之功能/性能设计(例 如半导体组件之电路设计等),并进行用以实现其功能之图案设计。接 着,步骤202(掩模制作步骤)中,系制作形成有所设计电路图案之掩模。 另一方面,步骤203(晶片制造步骤)中,系使用硅等材料来制造晶片。
其次,步骤204(晶片处理步骤)中,系使用在步骤201~步骤203 所准备的掩模及晶片,如后述般,通过光刻技术等将实际电路等形成 于晶片上。其次,步骤205(组件组装步骤)中,使用在步骤204所处理 之晶片进行组件组装。于此步骤205中,系视需要而包含切割工序、 接合工序及封装工序(芯片封入)等工序。
最后,步骤206(检查步骤),系进行在步骤205制成之组件的动 作确认测试、耐久测试等检查。在经过这些步骤后组件即告完成,并 将之出货。
图14,系显示半导体组件中该步骤204之详细流程例。图14中, 步骤211(化步骤),系使晶片表面氧化。步骤212(CVD(化学气相沉 积)步骤),系于晶片表面形成绝缘膜。步骤213(电极形成步骤),系通 过蒸电极形成于晶片上。步骤214(离子植入步骤),系将离子植入 晶片。以上步骤211~步骤214之各步骤,系构成晶片处理之各阶段 的前处理步骤,并视各阶段所需处理加以选择并执行。
晶片处理的各阶段中,当结束该前处理步骤时,即如以下进行后 处理步骤。此后处理步骤中,首先,步骤215(抗蚀剂形成步骤),将感 光剂涂布于晶片。接着,步骤216(曝光步骤)中,使用以上说明之曝光 装置将掩模之电路图案转印于晶片。其次,步骤217(显影步骤)中,使 曝光之晶片显影,步骤218(蚀刻步骤)中,通过蚀刻,除去除抗蚀剂残 存部分以外部分之露出构件。接着,步骤219(抗蚀剂除去步骤)中,除 去结束蚀刻后不需要之抗蚀剂。
通过反复进行这些前处理步骤及后处理步骤,来在晶片上多重形 成电路图案。
由于只要使用以上说明之本实施形式的组件制造方法,即会在曝 光步骤(步骤216)中使用上述实施形式之曝光装置,因此可一边高度维 持重迭精度,一边进行高产能之曝光。据此,能提升形成有微细图案 之高集成度之微组件的生产能力。
如以上之说明,本发明之移动体单元,系适于移动能独立移动于 预定一轴方向之两个移动体。又,本发明之曝光装置及组件制造方法, 系适于制造半导体组件(集成电路)、液晶显示组件等的电子组件。
【专利文献1】国际公开99/49504号说明书
【专利文献2】日本特开平11/135400号公报
【专利文献3】日本特开平3/211812号公报
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