JP5247375B2 - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method.
液晶表示デバイスや半導体デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。 Liquid crystal display devices and semiconductor devices are manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate.
このようなフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、感光基板を保持して二次元移動する基板ステージ、及び、パターンを有するマスク(原版)を保持して二次元移動するマスクステージを備える。そして、マスクステージ及び基板ステージを移動(走査)しながら、マスク上に形成されたパターンおよび投影光学系を介して感光基板を露光する。 An exposure apparatus used in such a photolithography process includes a substrate stage that holds a photosensitive substrate and moves two-dimensionally, and a mask stage that holds a mask (original) having a pattern and moves two-dimensionally. Then, the photosensitive substrate is exposed via the pattern formed on the mask and the projection optical system while moving (scanning) the mask stage and the substrate stage.
露光装置としては、主に、感光基板上にマスクのパターン全体を同時に転写する一括型露光装置、及び、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的に感光基板上に転写する走査型露光装置の2種類が知られている。このうち、液晶表示デバイスを製造する場合、表示領域の大型化が要求されるため、主に、走査型露光装置が用いられている。 As an exposure apparatus, mainly, a batch type exposure apparatus that simultaneously transfers the entire mask pattern onto the photosensitive substrate, and a mask pattern that is continuously transferred onto the photosensitive substrate while synchronously scanning the mask stage and the substrate stage. Two types of scanning exposure apparatuses are known. Among these, when manufacturing a liquid crystal display device, since the enlargement of a display area is requested | required, the scanning exposure apparatus is mainly used.
ところで、マスクが大型化すると、マスクは自重により撓む。マスクに撓みが生じると、この撓んだマスクにより感光基板に転写されるパターンが歪むという問題がある。 By the way, when the mask is enlarged, the mask is bent by its own weight. When the mask is bent, the pattern transferred to the photosensitive substrate is distorted by the bent mask.
マスクの撓みを補正する技術として、特許文献1には、マスクの上面にチャンバ部材(容器)を設け、この容器とマスクとの間に形成された空間の圧力を負圧にすることでマスクの撓みを補正することが開示されている。 As a technique for correcting the deflection of the mask, in Patent Document 1, a chamber member (container) is provided on the upper surface of the mask, and the pressure of the space formed between the container and the mask is set to a negative pressure, thereby reducing the mask. It is disclosed to correct the deflection.
また、特許文献2には、マスクホルダに保持されたマスクが自重により大きく撓むことを抑制するために、外力付与機構からマスクホルダに付与される外力によりマスクホルダを凸状に変形させることが開示されている。
透過型のマスクはその周辺部において支持するため、特にマスクが大型化すると、マスクに自重による撓みが発生し、投影系の焦点深度のマージンをマスクで使ってしまう。このため、上記従来技術のように、空圧制御等を用いてマスクの撓みを補正する必要がある。しかし、空圧制御技術を用いても、マスク保持部の平坦度に起因した撓みは、効果的に補正することができない。 Since the transmissive mask is supported at the periphery thereof, especially when the mask is enlarged, the mask is bent due to its own weight, and the margin of focus depth of the projection system is used in the mask. For this reason, it is necessary to correct the deflection of the mask by using air pressure control or the like as in the prior art. However, even if the air pressure control technique is used, the deflection due to the flatness of the mask holding portion cannot be effectively corrected.
また、マスクホルダを凸状に変形させる上記の技術によっても、マスクの撓みを調整する自由度は小さい。 Also, the degree of freedom for adjusting the deflection of the mask is small even by the above-described technique for deforming the mask holder into a convex shape.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、原版の撓みおよび位置の調整に有利な露光装置及びその露光装置を用いたデバイス製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of such problems, and provides an exposure apparatus that is advantageous for adjusting the deflection and position of an original and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
本発明の一側面としての露光装置は、投影光学系を有し、原版のパターンおよび前記投影光学系を介して基板の露光を行う露光装置であって、前記原版を保持して移動する原版ステージと、前記原版ステージに保持された前記原版の計測箇所に関して前記投影光学系の光軸の方向における位置を計測する計測部と、前記原版の上面または下面に接する空間の圧力を調整する第1の調整部と、前記原版ステージに設けられて前記原版を保持する複数の保持部と、前記複数の保持部それぞれの前記光軸の方向における位置を調整する第2の調整部と、前記原版の複数の計測箇所に関して前記計測部により計測された複数の前記位置に基づいて前記第1の調整部および前記第2の調整部を制御する制御部とを有し、前記複数の保持部は、前記光軸に直交する第1軸に沿ってそれぞれ設けられた複数の第1保持部と、前記光軸および前記第1軸の双方に直交する第2軸に沿ってそれぞれ設けられた複数の第2保持部とを有し、前記複数の第1保持部および前記複数の第2保持部は、それぞれ独立して移動可能に構成されていて、前記第1の調整部は、前記空間の圧力を調整することにより前記原版の撓み量を調整し、前記第2の調整部は、前記複数の第1保持部および前記複数の第2保持部それぞれの位置を調整することにより、前記光軸の方向における前記原版の位置を調整する。 An exposure apparatus according to one aspect of the present invention is an exposure apparatus that has a projection optical system and exposes a substrate pattern and the substrate through the projection optical system, and is an original stage that holds and moves the original A measuring unit that measures a position in the direction of the optical axis of the projection optical system with respect to a measurement location of the original held by the original stage, and a first pressure that adjusts the pressure in the space in contact with the upper or lower surface of the original An adjustment unit; a plurality of holding units provided on the original stage for holding the original; a second adjustment unit for adjusting the position of each of the plurality of holding units in the direction of the optical axis; and a plurality of the originals the have a control unit for controlling the first adjusting section and the second adjustment unit based on a plurality of the position measured by the measuring unit with respect to the measuring points, the plurality of holders, said light On the axis A plurality of first holding portions respectively provided along intersecting first axes, and a plurality of second holding portions provided respectively along a second axis perpendicular to both the optical axis and the first axis. The plurality of first holding units and the plurality of second holding units are configured to be independently movable, and the first adjustment unit adjusts the pressure of the space. The amount of deflection of the original plate is adjusted, and the second adjustment unit adjusts the position of each of the plurality of first holding units and the plurality of second holding units, whereby the original plate in the direction of the optical axis is adjusted. Adjust the position .
本発明の他の側面としての露光装置は、投影光学系を有し、原版のパターンおよび前記投影光学系を介して基板の露光を行う露光装置であって、前記原版を保持して移動する原版ステージと、前記原版ステージに保持された前記原版の計測箇所に関して前記投影光学系の光軸の方向における位置を計測する計測部と、前記原版の上面または下面に接する空間の圧力を調整する第1の調整部と、前記原版の複数の計測箇所に関して前記計測部により計測された複数の前記位置に基づいて前記第1の調整部を制御する制御部と、前記原版ステージに設けられて前記原版を保持する複数の保持部と、前記複数の保持部それぞれの前記光軸の方向における位置を調整する第2の調整部とを有し、前記複数の保持部は、前記光軸に直交する第1軸に沿ってそれぞれ設けられた複数の第1保持部と、前記光軸および該第1軸の双方に直交する第2軸に沿ってそれぞれ設けられた複数の第2保持部とを有し、前記複数の第1の保持部および前記複数の第2の保持部は、それぞれ独立して移動可能に構成されていて、前記第1の調整部は、前記空間の圧力を調整することにより前記原版の撓み量を調整し、前記第2の調整部は、前記複数の第1保持部および前記複数の第2保持部それぞれの位置を調整することにより、前記光軸の方向における前記原版の位置を調整する。 An exposure apparatus according to another aspect of the present invention is an exposure apparatus that has a projection optical system and performs exposure of a substrate through a pattern of the original and the projection optical system, and the original that holds and moves the original A stage, a measuring unit that measures a position in the direction of the optical axis of the projection optical system with respect to a measurement location of the original held on the original stage, and a first pressure that adjusts the pressure in the space in contact with the upper or lower surface of the original An adjustment unit, a control unit that controls the first adjustment unit based on the plurality of positions measured by the measurement unit with respect to a plurality of measurement locations of the original , and the original plate provided on the original stage. a plurality of holding portions for holding, have a second adjusting unit for adjusting the position in the direction of the optical axis of each of the plurality of holding portions, the plurality of holding portions, the first orthogonal to the optical axis Along the axis A plurality of first holding portions provided respectively, and a plurality of second holding portions provided respectively along a second axis orthogonal to both the optical axis and the first axis, The first holding unit and the plurality of second holding units are configured to be independently movable, and the first adjusting unit adjusts the pressure of the space to adjust the deflection amount of the original. The second adjusting unit adjusts the position of the original in the direction of the optical axis by adjusting the positions of the plurality of first holding units and the plurality of second holding units .
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。 Other objects and features of the present invention are illustrated in the following examples.
本発明によれば、原版の撓みおよび位置の調整に有利な露光装置及びその露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exposure apparatus that is advantageous for adjusting the deflection and position of an original and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
まず、本実施例における露光装置の構成について説明する。 First, the configuration of the exposure apparatus in the present embodiment will be described.
図1及び図2は、それぞれ、本実施例における露光装置の概略構成を示す斜視図及び側面図である。図3は、図1に示される露光装置の一部の拡大図である。図4は、図1乃至図3に示される露光装置のマスクステージ周辺部の断面図である。 1 and 2 are a perspective view and a side view, respectively, showing a schematic configuration of an exposure apparatus in the present embodiment. FIG. 3 is an enlarged view of a part of the exposure apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view of the periphery of the mask stage of the exposure apparatus shown in FIGS.
図1乃至図3において、露光装置EXは、パターンが形成されたマスクM(原版)を支持するマスクステージMST(原版ステージ)、及び、感光基板Pを支持する基板ステージPSTを備える。また、露光装置EXは、マスクステージMSTに支持されたマスクMを露光光ELで照明する照明光学系IL、及び、露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を基板ステージPSTに保持された感光基板Pに投影する投影光学系PLを備える。さらに、露光装置EXは、マスクMの平面度(撓み量)を計測可能な計測装置60(計測部)を備えている。 1 to 3, the exposure apparatus EX includes a mask stage MST (original stage) that supports a mask M (original) on which a pattern is formed, and a substrate stage PST that supports a photosensitive substrate P. The exposure apparatus EX holds an illumination optical system IL that illuminates the mask M supported by the mask stage MST with the exposure light EL, and an image of the pattern of the mask M illuminated with the exposure light EL on the substrate stage PST. A projection optical system PL for projecting onto the photosensitive substrate P. Further, the exposure apparatus EX includes a measurement device 60 (measurement unit) that can measure the flatness (deflection amount) of the mask M.
マスクMの上部は、マスクMの面を境界の一部とし、撓み制御を行う空間Sを形成する撓み制御ユニット1(空間Sを包囲する部材)が配置されている。撓み制御ユニット1は、露光光を透過させる隔壁としての光透過部材3、及び、光透過部材3をマスクMの上方に配置するための枠2を備える。空間Sは、マスクMの上面に対向するように光透過部材3を配置することにより形成される。 An upper part of the mask M is provided with a deflection control unit 1 (a member surrounding the space S) that forms a space S in which the surface of the mask M is a part of the boundary and performs the deflection control. The deflection control unit 1 includes a light transmissive member 3 as a partition that transmits exposure light, and a frame 2 for arranging the light transmissive member 3 above the mask M. The space S is formed by disposing the light transmission member 3 so as to face the upper surface of the mask M.
また、撓み制御ユニット1は、空間Sの圧力を制御するための圧力制御管30及び圧力制御源(不図示)を備える。圧力制御源は圧力制御管30に接続され、空間Sの中から空気を排出又は空間Sの中に空気を送ることにより、空間Sの内部における圧力を変化させる。 The deflection control unit 1 includes a pressure control pipe 30 for controlling the pressure in the space S and a pressure control source (not shown). The pressure control source is connected to the pressure control pipe 30 and changes the pressure inside the space S by discharging air from the space S or sending air into the space S.
マスクMの少なくとも一方(上下いずれか)の面に対向するように、枠2を介して光透過部材3が配置されることにより、圧力を制御するための空間Sが形成される。撓み制御ユニット1は、マスクMの少なくとも一方(上下いずれか)の側に形成された空間Sの圧力を制御する圧力制御部(第1の調整部ともいう)として機能する。後述のように、圧力制御部は、計測装置60により計測されたマスクMの平面度に基づいて、この平面度を向上させるように空間Sの圧力を制御する。 A space S for controlling pressure is formed by disposing the light transmitting member 3 via the frame 2 so as to face at least one (upper or lower) surface of the mask M. The deflection control unit 1 functions as a pressure control unit (also referred to as a first adjustment unit) that controls the pressure in the space S formed on at least one (upper or lower) side of the mask M. As will be described later, the pressure control unit controls the pressure in the space S based on the flatness of the mask M measured by the measuring device 60 so as to improve the flatness.
なお、本実施例において、撓み制御ユニット1はマスクMの上方に配置されているが、これに限定されるものではない。撓み制御ユニット1は、マスクMの下方に配置されることができる。また、撓み制御ユニット1は、マスクMの上方及び下方の両方に配置してもよい。 In the present embodiment, the deflection control unit 1 is disposed above the mask M, but is not limited to this. The deflection control unit 1 can be disposed below the mask M. Further, the deflection control unit 1 may be disposed both above and below the mask M.
マスクステージMSTに保持されているマスクMと基板ステージPSTに保持されている感光基板Pとは、投影光学系PLを介して共役な位置関係に配置される。露光装置EXは、大型凹面鏡を有するいわゆるミラースキャン型露光装置として構成されている。感光基板Pは、ガラスプレート(ガラス基板)に感光剤(フォトレジスト)を塗布したものである。 The mask M held on the mask stage MST and the photosensitive substrate P held on the substrate stage PST are arranged in a conjugate positional relationship via the projection optical system PL. The exposure apparatus EX is configured as a so-called mirror scan type exposure apparatus having a large concave mirror. The photosensitive substrate P is obtained by applying a photosensitive agent (photoresist) to a glass plate (glass substrate).
本実施例において、露光装置EXは走査型露光装置として構成されている。走査型露光装置は、露光光ELを射出する照明光学系ILに対して、マスクMと感光基板Pとを同期して移動させ、マスクMのパターンを介して感光基板Pを露光する。 In this embodiment, the exposure apparatus EX is configured as a scanning exposure apparatus. The scanning exposure apparatus moves the mask M and the photosensitive substrate P in synchronization with the illumination optical system IL that emits the exposure light EL, and exposes the photosensitive substrate P through the pattern of the mask M.
以下の説明において、投影光学系PLの光軸方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な方向でマスクM及び感光基板Pの同期移動方向をY軸方向(走査方向)、Z軸方向及びY軸方向の双方に直交する方向をX軸方向とする。また、X軸周り、Y軸周り、Z軸周りの方向を、それぞれ、θX方向、θY方向、θZ方向とする。 In the following description, the optical axis direction of the projection optical system PL is the Z-axis direction, the direction perpendicular to the Z-axis direction is the synchronous movement direction of the mask M and the photosensitive substrate P is the Y-axis direction (scanning direction), the Z-axis direction, and the Y-axis. The direction orthogonal to both axial directions is taken as the X-axis direction. Further, the directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are defined as a θX direction, a θY direction, and a θZ direction, respectively.
照明光学系ILは、例えば、起高圧水銀ランプ等を含む光源、光源から射出された光束を集光する楕円鏡、及び、楕円鏡により集光された光束を拡大しかつ平行光束化するコンデンサレンズを備える。また、照明光学系ILは、コンデンサレンズからの平行光束のうちマスクMへの照射光として使用しない部分をカットして所定面積の露光照射領域を制限するためにマスクMと共役な位置に配置された制限スリット板を備える場合もある。また、制限スリット板からの光束を反射してマスクMにスリット状照明光束を照射するミラーを備える場合もある。 Illumination optical system IL includes, for example, a light source including a high-pressure mercury lamp and the like, an elliptical mirror that collects a light beam emitted from the light source, and a condenser lens that expands the light beam collected by the elliptical mirror and converts it into a parallel light beam Is provided. Further, the illumination optical system IL is arranged at a position conjugate with the mask M in order to cut a portion of the parallel light flux from the condenser lens that is not used as the irradiation light to the mask M and limit the exposure irradiation area of a predetermined area. In some cases, a restriction slit plate may be provided. Further, there may be provided a mirror that reflects the light beam from the limiting slit plate and irradiates the mask M with the slit-shaped illumination light beam.
照明光学系ILが発生する露光光ELとしては、例えば、水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)があるが、これに限定されるものではない。この他に、例えば、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)や、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)、又は、F2レーザー光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)等が用いられうる。照明光学系ILは、いわゆるケーラー照明系として構成されうる。 Examples of the exposure light EL generated by the illumination optical system IL include, but are not limited to, ultraviolet emission lines (g-line, h-line, i-line) emitted from a mercury lamp. In addition, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm) ( VUV light) or the like can be used. The illumination optical system IL can be configured as a so-called Koehler illumination system.
マスクステージMSTは、照明光学系ILに対してマスクMを走査駆動するように構成される。マスクステージMSTは、Y軸方向(走査方向)に長いストロークを有し、走査方向に直交するX軸方向に適当なストロークを有する。また、マスクステージMSTは、マスクMを保持するための吸着部40(吸着口)を有する。 Mask stage MST is configured to scan and drive mask M with respect to illumination optical system IL. Mask stage MST has a long stroke in the Y-axis direction (scanning direction) and an appropriate stroke in the X-axis direction orthogonal to the scanning direction. In addition, the mask stage MST has a suction unit 40 (suction port) for holding the mask M.
吸着部40は、不図示のバキューム装置に接続されており、マスクMは吸着部40により真空吸着されて保持される。マスクステージ駆動部MSTDは、マスクステージMSTをX軸方向及びY軸方向に駆動する。マスクステージ駆動部MSTDは、主制御系により制御されうる。 The suction unit 40 is connected to a vacuum device (not shown), and the mask M is vacuum-sucked and held by the suction unit 40. The mask stage drive unit MSTD drives the mask stage MST in the X axis direction and the Y axis direction. The mask stage driving unit MSTD can be controlled by the main control system.
図1に示されるように、マスクステージMST上のX軸方向及びY軸方向のそれぞれの端縁には、互いに直交する方向に、移動鏡32a、32bが設けられている。移動鏡32aに対向するように、レーザー干渉計Mx1が配置されている。また、移動鏡32bに対向するように、複数のレーザー干歩計My1、My2が配置されている。なお、本実施例では、移動鏡32bに対向配置されたレーザー干渉計は2個であるが、これに限定されるものではなく、3個以上のレーザー干渉計を対向配置させてもよい。 As shown in FIG. 1, movable mirrors 32 a and 32 b are provided at respective edges in the X-axis direction and the Y-axis direction on the mask stage MST in directions orthogonal to each other. A laser interferometer Mx1 is disposed so as to face the movable mirror 32a. A plurality of laser pedometers My1 and My2 are arranged so as to face the movable mirror 32b. In this embodiment, there are two laser interferometers arranged opposite to the movable mirror 32b. However, the present invention is not limited to this, and three or more laser interferometers may be arranged oppositely.
レーザー干渉計My1、My2は、移動鏡32bにレーザー光を照射して、レーザー干渉計My1、My2と移動鏡32bとの距離を検出する。レーザー干渉計My1、My2の検出結果は、主制御系に出力される。主制御系は、レーザー干渉計My1、My2の検出結果に基づいて、マスクステージMSTのY軸方向における位置、及び、Z軸まわりの回転量を演算する。 The laser interferometers My1 and My2 irradiate the movable mirror 32b with laser light, and detect the distance between the laser interferometers My1 and My2 and the movable mirror 32b. The detection results of the laser interferometers My1 and My2 are output to the main control system. The main control system calculates the position of the mask stage MST in the Y-axis direction and the amount of rotation about the Z-axis based on the detection results of the laser interferometers My1 and My2.
また、レーザー干渉計Mx1は、移動鏡32aにレーザー光を照射して、レーザー干渉計Mx1と移動鏡32aとの距離を検出する。レーザー干渉計Mx1の検出結果は、主制御系に出力される。主制御系は、レーザー干渉計Mx1の検出結果に基づいて、マスクステージMSTのX軸方向における位置を求める。 The laser interferometer Mx1 irradiates the movable mirror 32a with laser light, and detects the distance between the laser interferometer Mx1 and the movable mirror 32a. The detection result of the laser interferometer Mx1 is output to the main control system. The main control system obtains the position of the mask stage MST in the X-axis direction based on the detection result of the laser interferometer Mx1.
主制御系は、レーザー干渉計Mx1、及び、レーザー干渉計My1、My2の出力から、マスクステージMSTの位置(姿勢)をモニタする。そして主制御系は、マスクステージMSTの位置をモニタしながらマスクステージ駆動部MSTDを制御することで、マスクステージMSTを所定の位置(姿勢)に設定する。 The main control system monitors the position (posture) of the mask stage MST from the outputs of the laser interferometer Mx1 and the laser interferometers My1 and My2. The main control system sets the mask stage MST to a predetermined position (attitude) by controlling the mask stage driving unit MSTD while monitoring the position of the mask stage MST.
マスクMを透過した露光光ELは、投影光学系PLに入射する。投影光学系PLは、マスクMの照明領域に存在するパターンの像を感光基板P上に形成する。図2に示されるように、投影光学系PLは、例えば、台形ミラー52、凸面鏡53、及び、凹面鏡54を介して、マスクMのパターンの像を感光基板P上に形成しうる。感光基板P上での投影光学系PLの投影領域は、例えば円弧形状等の所定形状に設定される。 The exposure light EL that has passed through the mask M enters the projection optical system PL. The projection optical system PL forms an image of a pattern existing in the illumination area of the mask M on the photosensitive substrate P. As shown in FIG. 2, the projection optical system PL can form an image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P via the trapezoidal mirror 52, the convex mirror 53, and the concave mirror 54, for example. The projection area of the projection optical system PL on the photosensitive substrate P is set to a predetermined shape such as an arc shape.
感光基板Pを保持する基板ステージPSTは、感光基板Pを保持する基板ホルダを有する。基板ステージPSTは、マスクステージMSTと同様に、Y軸方向(走査方向)に走査用のストロークを有し、また、走査方向に直交するX軸方向にステップ移動用のストロークを有する。さらに、基板ステージPSTは、Z軸方向、及び、θX、θY、θZ方向にも移動可能に構成されている。 The substrate stage PST that holds the photosensitive substrate P includes a substrate holder that holds the photosensitive substrate P. Similar to mask stage MST, substrate stage PST has a scanning stroke in the Y-axis direction (scanning direction) and a stroke for step movement in the X-axis direction orthogonal to the scanning direction. Further, the substrate stage PST is configured to be movable in the Z-axis direction and the θX, θY, and θZ directions.
基板ステージ駆動部PSTDは、基板ステージPSTをX軸方向及びY軸方向に駆動する。基板ステージ駆動部PSTDは、主制御系により制御される。 The substrate stage drive unit PSTD drives the substrate stage PST in the X axis direction and the Y axis direction. The substrate stage drive unit PSTD is controlled by the main control system.
図1に示されるように、基板ステージPST上のY軸方向及びX軸方向のそれぞれの端縁には、互いに直交する方向に移動鏡33a、33bが設置されている。 As shown in FIG. 1, movable mirrors 33 a and 33 b are installed in the directions perpendicular to each other at the respective edges in the Y-axis direction and the X-axis direction on the substrate stage PST.
X軸方向に延在する移動鏡33aに対向するように、複数(例えば、3個)のレーザー干渉計Pxl、Px2、Px3が配置されている。また、Y軸方向に延在する移動鏡33bに対向するように、複数(例えば、2個)のレーザー干渉計Pyl、Py2が配置されている。 A plurality of (for example, three) laser interferometers Pxl, Px2, and Px3 are arranged so as to face the movable mirror 33a extending in the X-axis direction. A plurality of (for example, two) laser interferometers Pyl and Py2 are arranged so as to face the movable mirror 33b extending in the Y-axis direction.
複数のレーザー干渉計Pxl〜Px3は、Y軸方向に沿って等間隔に配置されている。レーザー干渉計Pyl、Py2は、移動鏡33bにレーザー光を照射して、レーザー干渉計Py1、Py2と移動鏡33bとの距離を検出する。レーザー干渉計Pyl、Py2の検出結果は、主制御系に出力される。主制御系は、レーザー干渉計Pyl、Py2の検出結果に基づいて基板ステージPSTのY軸方向における位置、及びZ軸まわりの回転量を求める。 The plurality of laser interferometers Pxl to Px3 are arranged at equal intervals along the Y-axis direction. The laser interferometers Pyl and Py2 irradiate the moving mirror 33b with laser light to detect the distance between the laser interferometers Py1 and Py2 and the moving mirror 33b. The detection results of the laser interferometers Pyl and Py2 are output to the main control system. The main control system obtains the position of the substrate stage PST in the Y-axis direction and the rotation amount around the Z-axis based on the detection results of the laser interferometers Pyl and Py2.
また、レーザー干渉計Pxl〜Px3は、移動鏡33aにレーザー光を照射して、レーザー干渉計Px1〜Px3と移動鏡33aとの間の距離を検出する。ここで、基板ステージPSTは、Y軸方向に走査用の長いストロークを有するので、基板ステージPSTの位置に応じてレーザー干渉計Pxl〜Px3が切り替えられうる。 The laser interferometers Pxl to Px3 irradiate the moving mirror 33a with laser light, and detect the distance between the laser interferometers Px1 to Px3 and the moving mirror 33a. Here, since the substrate stage PST has a long scanning stroke in the Y-axis direction, the laser interferometers Pxl to Px3 can be switched according to the position of the substrate stage PST.
レーザー干渉計Pxl〜Px3の検出結果は、主制御系に出力される。主制御系は、レーザー干渉計Pxl〜Px3それぞれの検出結果に基づいて、基板ステージPSTのX軸力向における位置を求める。主制御系は、レーザー干渉計Pyl、Py2、及び、レーザー干渉計Pxl〜Px3の出力から、基板ステージPSTの位置(姿勢)をモニタする。主制御系は、基板ステージPSTの位置(姿勢)をモニタしながら基板ステージ駆動部PSTDを制御することにより、基板ステージPSTを所定の位置(姿勢)に設定する。 The detection results of the laser interferometers Pxl to Px3 are output to the main control system. The main control system obtains the position of the substrate stage PST in the X-axis force direction based on the detection results of the laser interferometers Pxl to Px3. The main control system monitors the position (posture) of the substrate stage PST from the outputs of the laser interferometers Pyl and Py2 and the laser interferometers Pxl to Px3. The main control system sets the substrate stage PST to a predetermined position (posture) by controlling the substrate stage drive unit PSTD while monitoring the position (posture) of the substrate stage PST.
マスクステージ駆動部MSTD及び基板ステージ駆動部PSTDは、それぞれ、マスクステージ駆動部MSTD、基板ステージ駆動部PSTDによって駆動される。主制御系は、マスクステージMST及び基板ステージPSTの位置をモニタしながら両駆動部PSTD、MSTDを制御することによりマスクMと感光基板Pとを投影光学系PLに対して任意の走査速度(同期移動速度)でY軸方向に同期移動する。 The mask stage drive unit MSTD and the substrate stage drive unit PSTD are driven by the mask stage drive unit MSTD and the substrate stage drive unit PSTD, respectively. The main control system controls the driving units PSTD and MSTD while monitoring the positions of the mask stage MST and the substrate stage PST, thereby moving the mask M and the photosensitive substrate P to an arbitrary scanning speed (synchronized with respect to the projection optical system PL). (Moving speed) and move synchronously in the Y-axis direction.
なお、本実施例では、液晶表示デバイスの製造に好適な露光装置の構成について説明しているが、これに限定されるものではない。本実施例における露光装置は、半導体チップや薄膜磁気ヘッド等の他のデバイス製造に使用されることもできる。 In the present embodiment, the configuration of an exposure apparatus suitable for manufacturing a liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to this. The exposure apparatus in this embodiment can also be used for manufacturing other devices such as semiconductor chips and thin film magnetic heads.
また、本実施例の露光装置において、投影光学系PLは、等倍系、縮小系、又は、拡大系のいずれでもよい。投影光学系PLは、エキシマレーザ等の遠紫外線を用いる場合には、石英や蛍石等の遠紫外線を透過する硝材で構成することが好ましい。また、F2レーザーを用いる場合には、反射屈折系又は屈折系の光学系として構成されることが好ましい。 Further, in the exposure apparatus of the present embodiment, the projection optical system PL may be any of an equal magnification system, a reduction system, or an enlargement system. When using far ultraviolet rays such as excimer laser, projection optical system PL is preferably made of a glass material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite. In the case of using the F 2 laser is preferably configured as an optical system of the catadioptric system or a refraction system.
基板ステージPSTやマスクステージMSTの駆動装置としてリニアモータが用いられる場合、例えば、エアベアリングを用いたエア浮上型、又は、ローレンツ力やリアクタンス力を用いた磁気浮上型を採用することができる。 When a linear motor is used as a driving device for the substrate stage PST and the mask stage MST, for example, an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using a Lorentz force or a reactance force can be employed.
ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。ステージの駆動装置として平面モータを用いる場合、例えば、磁石ユニット及び電機(コイル)ユニットのいずれか一方をステージ側に配置し、磁石ユニット及び電機ユニットの他方をステージの定盤(ベース)側に配置すればよい。 The stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that is not provided with a guide. When a flat motor is used as the stage drive device, for example, either the magnet unit or the electric machine (coil) unit is arranged on the stage side, and the other of the magnet unit and the electric machine unit is arranged on the surface plate (base) side of the stage. do it.
基板ステージPSTの移動により発生する反力は、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がすことが可能である。また、マスクステージMSTの移動により発生する反力についても、基板ステージPSTの場合と同様に、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がすことが可能である。 The reaction force generated by the movement of the substrate stage PST can be released mechanically to the floor (ground) using the frame member. Similarly to the substrate stage PST, the reaction force generated by the movement of the mask stage MST can be mechanically released to the floor (ground) using the frame member.
図3は、図1に示される露光装置の一部の拡大図である。図3には、マスクMの撓みを計測する計測装置60及びその周辺について示されている。 FIG. 3 is an enlarged view of a part of the exposure apparatus shown in FIG. FIG. 3 shows a measuring device 60 that measures the deflection of the mask M and its periphery.
計測装置60は、例えばマスクMの上方に配置され、マスクMの上面又は下面の計測箇所のZ軸方向に関する位置(高さ)を計測する。マスクステージMSTによりマスクMを移動することにより、または、計測装置60を複数配置することにより、マスクMの上面又は下面の複数の計測箇所に関してZ軸方向の位置(高さ)を計測することができる。マスクM上に配置される撓み制御ユニット1は、マスクMに対向して配置される光透過部材3を含む。計測装置60は、例えばレーザー変位計を含み、光透過部材3を透過した計測光により計測することができる。マスクMの上面又は下面の複数の計測箇所に関する計測により、マスクMの撓み量を不図示の制御部により求めることができる。 The measuring device 60 is disposed, for example, above the mask M, and measures the position (height) in the Z-axis direction of the measurement location on the upper surface or the lower surface of the mask M. By moving the mask M with the mask stage MST or arranging a plurality of measuring devices 60, the position (height) in the Z-axis direction can be measured with respect to a plurality of measurement locations on the upper surface or the lower surface of the mask M. it can. The deflection control unit 1 disposed on the mask M includes a light transmission member 3 disposed to face the mask M. The measurement device 60 includes, for example, a laser displacement meter, and can perform measurement with measurement light transmitted through the light transmission member 3. The amount of deflection of the mask M can be obtained by a control unit (not shown) by measuring the plurality of measurement points on the upper surface or the lower surface of the mask M.
本実施例において、計測装置60はマスクの上方に配置されているが、これに限定されるものではなく、マスクMの下方に配置されていてもよい。この場合、計測装置60は、マスクMの撓み量をマスクMの下方から計測する。 In the present embodiment, the measuring device 60 is disposed above the mask, but is not limited thereto, and may be disposed below the mask M. In this case, the measuring device 60 measures the amount of deflection of the mask M from below the mask M.
また、マスクステージMSTのX軸方向の移動ストロークは、Y軸方向(走査方向)の移動ストロークに比べて小さい。このため、計測装置60は、マスクMの全域の撓み量を計測するため、X軸方向に複数個(例えば、3個)設けることが好ましい。 Further, the movement stroke of the mask stage MST in the X-axis direction is smaller than the movement stroke in the Y-axis direction (scanning direction). For this reason, in order to measure the deflection amount of the whole area | region of the mask M, it is preferable to provide the measuring device 60 with two (for example, three pieces) in the X-axis direction.
計測装置60の計測結果は、不図示の演算装置に入力される。演算装置は、計測装置60により計測されたマスクMの平面度(計測結果)に基づいて、マスクMの変位量(撓み量)を補正する(変化させる)。すなわち、演算装置は、補正に必要な圧力指令値を算出し、不図示の圧力制御源に出力する。圧力制御源は、演算装置からの圧力指令値に基づいて、空間Sの中を所定の圧力になるように、圧力制御管30を介して、空間Sの中から空気を排出又は空間Sの中に空気を送る。 The measurement result of the measuring device 60 is input to an arithmetic device (not shown). The arithmetic device corrects (changes) the displacement amount (deflection amount) of the mask M based on the flatness (measurement result) of the mask M measured by the measurement device 60. That is, the arithmetic unit calculates a pressure command value necessary for correction and outputs it to a pressure control source (not shown). The pressure control source discharges air from the space S through the pressure control pipe 30 or sets the inside of the space S so as to reach a predetermined pressure in the space S based on the pressure command value from the arithmetic unit. Send air to.
次に、本実施例におけるマスク保持部4の構成について、図3及び図4を参照しながら説明する。 Next, the configuration of the mask holding unit 4 in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図4は、本実施例における露光装置のマスクステージ周辺部の断面図である。図4に示されるように、マスク保持部4は、マスク保持部のZ軸方向の位置を調整する調整部5に固定されている。マスク保持部4は、調整部5によって、例えば、Z軸方向に適当なストロークを有する。このため、マスク保持部4は、マスクステージMSTに対して、Z方向に相対的な移動が可能である。すなわち、マスク保持部4は、マスクステージMSTに対して、相対的な位置関係を変更することができるように構成されている。 FIG. 4 is a sectional view of the periphery of the mask stage of the exposure apparatus in this embodiment. As shown in FIG. 4, the mask holding unit 4 is fixed to an adjustment unit 5 that adjusts the position of the mask holding unit in the Z-axis direction. The mask holding unit 4 has an appropriate stroke in the Z-axis direction, for example, by the adjusting unit 5. Therefore, the mask holding unit 4 can be moved relative to the mask stage MST in the Z direction. That is, the mask holding unit 4 is configured to be able to change the relative positional relationship with respect to the mask stage MST.
図3に示されるように、本実施例において、マスク保持部4は、X軸方向に2個のマスク保持部4xa、4xb、及び、Y軸方向に4個のマスク保持部4ya、4yb、4yc、4ydからなる。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, the mask holding unit 4 includes two mask holding units 4xa and 4xb in the X-axis direction and four mask holding units 4ya, 4yb, and 4yc in the Y-axis direction. 4 yd.
複数のマスク保持部4は、それぞれ調整部5が設けられている。複数のマスク保持部4は、それぞれが独立して移動可能に構成されている。このため、それぞれのマスク保持部4は、独立してZ方向にマスクMの位置を調整することができる。なお、複数のマスク保持部4は、その全てが調整部5を有するように構成するものに限定されるものではなく、その一部のマスク保持部4(例えば、マスク保持部4xa)のみが調整部5を有するように構成してもよい。 Each of the plurality of mask holding units 4 is provided with an adjusting unit 5. The plurality of mask holders 4 are configured to be independently movable. Therefore, each mask holding unit 4 can independently adjust the position of the mask M in the Z direction. Note that the plurality of mask holding units 4 are not limited to those configured to have the adjusting unit 5, but only a part of the mask holding units 4 (for example, the mask holding unit 4xa) adjusts. You may comprise so that the part 5 may be provided.
調整部5は、例えば、マスク保持部4のZ軸方向の位置を決めて固定するスペーサであってもよい。また、調整部5は、例えば、リニアガイドとパルスモーター(アクチュエータ)とを含み、マスク保持部4のZ軸方向の位置を制御するものであってもよい。 For example, the adjustment unit 5 may be a spacer that determines and fixes the position of the mask holding unit 4 in the Z-axis direction. The adjustment unit 5 may include, for example, a linear guide and a pulse motor (actuator), and may control the position of the mask holding unit 4 in the Z-axis direction.
次に、本実施例における露光装置を用いて、マスクMのパターンを感光基板Pに転写する方法を説明する。ここでは、図4に示されるように、マスクMが自重により下方に凸になるように撓んでいるものとする。 Next, a method for transferring the pattern of the mask M to the photosensitive substrate P using the exposure apparatus in this embodiment will be described. Here, as shown in FIG. 4, it is assumed that the mask M is bent so as to protrude downward due to its own weight.
撓み制御ユニット1が付されたマスクMがマスクステージMSTに保持され、感光基板Pが基板ステージPST上に保持されると、主制御系は、アライメント処理の後に走査露光を開始する。 When the mask M to which the deflection control unit 1 is attached is held on the mask stage MST and the photosensitive substrate P is held on the substrate stage PST, the main control system starts scanning exposure after the alignment processing.
図4に示されるように、例えば、マスクMの上面(マスクMの中央付近)は、破線で表される理想位置Zr(ベストフォーカスが得られる位置)に対して、−Z側(下方側)に撓んでいる。このため、本実施例では、計測装置60がマスクMの撓み量を計測し、この撓み量(計測装置60の出力)に基づいて、マスクMの撓みが補正されるように、撓み制御空間Sの圧力が制御される。撓み制御空間Sの圧力は、圧力制御装置により制御(圧力の上昇又は低下)される。 As shown in FIG. 4, for example, the upper surface of the mask M (near the center of the mask M) is on the −Z side (downward side) with respect to the ideal position Zr (a position where the best focus is obtained) represented by a broken line. Is bent. For this reason, in the present embodiment, the measurement device 60 measures the amount of deflection of the mask M, and the deflection control space S so that the deflection of the mask M is corrected based on the amount of deflection (the output of the measurement device 60). The pressure is controlled. The pressure in the deflection control space S is controlled (increase or decrease in pressure) by a pressure control device.
本実施例では、図4に示されるように、圧力制御装置は、露光装置EXにおけるマスクMの上面の位置と理想位置Zrとが一致するように、撓み制御空間Sの圧力を低下させる。撓み制御空間Sの圧力が低下すると、マスク中央付近の撓み量が減少し、マスクMが全面において平坦化される。マスクMの平面度が向上した状態(平坦化状態)を図5に示す。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the pressure control device reduces the pressure in the deflection control space S so that the position of the upper surface of the mask M in the exposure apparatus EX matches the ideal position Zr. When the pressure in the deflection control space S decreases, the deflection amount near the center of the mask decreases, and the mask M is flattened over the entire surface. FIG. 5 shows a state (flattened state) in which the flatness of the mask M is improved.
図5に示されるように、撓み制御空間Sの圧力を低下させてマスクMが平坦化されても、マスクMは、破線で表される理想位置Zrに対してZ軸方向の位置−Zにずれる場合がある。このずれ量は、マスクステージMSTのマスク保持部4の平面度(平坦度)や投影光学系PLの精度等に依存して変化する。 As shown in FIG. 5, even when the pressure of the deflection control space S is reduced and the mask M is flattened, the mask M is positioned at the position −Z in the Z-axis direction with respect to the ideal position Zr represented by the broken line. There may be deviation. The amount of deviation varies depending on the flatness (flatness) of the mask holding unit 4 of the mask stage MST, the accuracy of the projection optical system PL, and the like.
このため、マスク保持部4(調整部5)は、マスクMの上面が破線で表される理想位置Zrに位置するように、計測装置60の出力に基づいてマスクを移動させる。このように制御することで、マスクMのパターン形成面を理想的な位置に一致させることができる。 For this reason, the mask holding unit 4 (adjustment unit 5) moves the mask based on the output of the measuring device 60 so that the upper surface of the mask M is positioned at the ideal position Zr represented by a broken line. By controlling in this way, the pattern formation surface of the mask M can be matched with an ideal position.
図5に示されるように、マスクMは、Z軸方向に対して垂直に配置されている。ただし、マスクMがX軸まわり又はY軸まわりに傾いている場合においても、複数のマスク保持部4のZ軸方向の位置を調整することにより、マスクMのパターン形成面をZ軸方向に対して垂直になるように調整することができる。 As shown in FIG. 5, the mask M is disposed perpendicular to the Z-axis direction. However, even when the mask M is tilted around the X axis or the Y axis, the pattern forming surface of the mask M is adjusted with respect to the Z axis direction by adjusting the positions of the plurality of mask holding portions 4 in the Z axis direction. Can be adjusted to be vertical.
また、マスクMについて良好な平面度が得られない場合、計測装置60の計測結果に基づき、撓み制御空間Sの圧力及びマスク保持部4の位置を調整すれば、マスクMのパターン形成面を平面にする(平坦化する)ことができる。 If good flatness cannot be obtained for the mask M, the pattern forming surface of the mask M can be flattened by adjusting the pressure in the deflection control space S and the position of the mask holding unit 4 based on the measurement result of the measuring device 60. Can be made (flattened).
ところで、投影光学系PLにより、X軸方向(走査方向とは垂直な方向)において像面が湾曲する(例えば、上方又は下方に凸になる)場合がある。 By the way, the image plane may be curved (for example, convex upward or downward) in the X-axis direction (direction perpendicular to the scanning direction) by the projection optical system PL.
撓み制御空間Sの圧力を変化させると、マスクMのパターン形成面は、X軸方向及びY軸方向の両方とも変化する。このため、Y軸方向を平坦にしてX軸方向を撓ませるような制御ができない。 When the pressure in the deflection control space S is changed, the pattern formation surface of the mask M changes in both the X-axis direction and the Y-axis direction. For this reason, control which makes the Y-axis direction flat and bends the X-axis direction cannot be performed.
そこで、複数のマスク保持部4のそれぞれを所定の位置に配置されるようにZ軸方向に移動し、撓み制御空間Sの圧力を所定値に制御することにより、Y軸方向は平坦にしてX軸方向は撓ませることができる。ここで、X軸方向の撓み量は、投影光学系PLの像面湾曲に基づいて設定しうる。 Therefore, each of the plurality of mask holding portions 4 is moved in the Z-axis direction so as to be arranged at a predetermined position, and the pressure in the deflection control space S is controlled to a predetermined value, so that the Y-axis direction is flattened. The axial direction can be bent. Here, the amount of deflection in the X-axis direction can be set based on the curvature of field of the projection optical system PL.
このように、本実施例の撓み制御ユニット1は、マスクステージMSTの走査(Y軸)方向におけるマスクMの平面度を調整し、複数のマスク保持部4は、マスクステージMSTの走査方向とは垂直の(X軸)方向におけるマスクMの変位(撓み)を調整しうる。このため、投影光学系PLの結像特性(像面湾曲など)をも考慮したマスクMの平坦化(撓み)制御が可能となる。 As described above, the deflection control unit 1 of the present embodiment adjusts the flatness of the mask M in the scanning (Y-axis) direction of the mask stage MST, and the plurality of mask holding units 4 are different from the scanning direction of the mask stage MST. The displacement (deflection) of the mask M in the vertical (X-axis) direction can be adjusted. Therefore, it is possible to control the flattening (deflection) of the mask M in consideration of the imaging characteristics (field curvature, etc.) of the projection optical system PL.
以下、この制御方法について、図6を参照して具体的に説明する。図6は、本実施例における露光装置において、マスク保持部4とマスクMの撓み量との関係を示す概略図である。マスクMの平坦度(撓み)は、マスク保持部4のZ軸方向の位置と撓み制御ユニット1で調整された空間Sの圧力とによって決定されうる。 Hereinafter, this control method will be specifically described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the mask holding unit 4 and the amount of deflection of the mask M in the exposure apparatus of the present embodiment. The flatness (deflection) of the mask M can be determined by the position of the mask holding unit 4 in the Z-axis direction and the pressure of the space S adjusted by the deflection control unit 1.
図6(a)は、左右のマスク保持部4の位置が異なる状態を示している。図6(a)に示されるように、マスクMの周辺部の形状(撓み)は、空間Sの圧力の影響が小さく、マスク保持部4のZ軸方向の位置の影響が支配的である。すなわち、マスクMの周辺部の位置は、マスク保持部4の位置に大きく依存して変位する。 FIG. 6A shows a state where the positions of the left and right mask holding portions 4 are different. As shown in FIG. 6A, the shape (deflection) of the periphery of the mask M is less influenced by the pressure in the space S, and the influence of the position of the mask holding unit 4 in the Z-axis direction is dominant. That is, the position of the peripheral portion of the mask M is displaced greatly depending on the position of the mask holding unit 4.
一方、マスクMの中央部に近づくに従い、マスクMには、自重による撓みが発生する。このため、マスクMの中央部は、空間S内の圧力の影響が支配的である。 On the other hand, as it approaches the center of the mask M, the mask M is bent by its own weight. For this reason, the influence of the pressure in the space S is dominant in the central portion of the mask M.
図6(a)に示されるように、マスクMの変形量(局所的な変位量)を、マスク保持部4の位置に依存する成分及び自重に依存する成分に分けると、それぞれ、マスク保持部によるマスク変位Z4及び自重によるマスク変位ZSで表される。 As shown in FIG. 6A, when the deformation amount (local displacement amount) of the mask M is divided into a component that depends on the position of the mask holding unit 4 and a component that depends on its own weight, respectively, Is represented by the mask displacement Z4 due to and the mask displacement ZS due to its own weight.
図6(b)は、右のマスク保持部4を下方に移動させて、マスク変位Z4をゼロにした状態を示している。また、図6(c)は、空間Sの圧力を低下させた状態を示している。 FIG. 6B shows a state in which the mask displacement Z4 is set to zero by moving the right mask holding portion 4 downward. FIG. 6C shows a state where the pressure in the space S is reduced.
マスクMを平坦にするには、図6(b)に示されるように、マスク保持部4のZ軸方向の位置を変化させ、マスク変位Z4を低減する。ここで、マスク保持部4は、計測装置60による計測結果に基づいて、平坦度が向上する(複数のマスク保持部のZ座標が近づく)ように制御されうる。また、マスク保持部4の位置は、手動で変化させることもできる。 In order to flatten the mask M, as shown in FIG. 6B, the position of the mask holding unit 4 in the Z-axis direction is changed to reduce the mask displacement Z4. Here, the mask holding unit 4 can be controlled based on the measurement result by the measuring device 60 so that the flatness is improved (the Z coordinates of the plurality of mask holding units approach). Moreover, the position of the mask holding part 4 can also be changed manually.
しかし、マスク保持部4の位置を変化させた場合でも、マスクMには自重によるマスク変位ZS(撓み成分)が残存する。この撓み成分ため、マスクMは平坦にならない。 However, even when the position of the mask holding unit 4 is changed, the mask displacement ZS (deflection component) due to its own weight remains in the mask M. Due to this deflection component, the mask M does not become flat.
次に、図6(c)に示されるように、空間Sの圧力を低下させると、マスクMは、マスクMの下面から相対的に大きな圧力を受けるため、マスク変位ZSが減少する。図6(c)の実線で表されるように、空間Sの圧力を所定値に制御することにより、マスクMは平坦になる。 Next, as shown in FIG. 6C, when the pressure in the space S is lowered, the mask M receives a relatively large pressure from the lower surface of the mask M, so that the mask displacement ZS decreases. As represented by the solid line in FIG. 6C, the mask M is flattened by controlling the pressure in the space S to a predetermined value.
このように、マスク保持部4のY軸方向の位置及び空間Sの圧力を適切に制御することにより、マスク変位Z4およびZSを減少させてマスクMを平面(平坦)にすることができる。なお、これらの一連の制御は、例えば、アクチュエータを含む調整部5(第2の調整部)と上述の第1の調整部(圧力制御部)とを計測部(計測装置60)の計測結果に基づいて制御する共通の制御部を用いて行えばよい。 Thus, by appropriately controlling the position of the mask holding unit 4 in the Y-axis direction and the pressure in the space S, the mask displacement Z4 and ZS can be reduced to make the mask M flat (flat). Note that the series of controls includes, for example, the adjustment unit 5 (second adjustment unit) including an actuator and the first adjustment unit (pressure control unit) described above as the measurement result of the measurement unit (measurement device 60). What is necessary is just to perform using the common control part controlled based on.
次に、本実施例における露光装置が多種マスクサイズに対応する場合について説明する。図7は、本実施例の露光装置EXが多種マスクサイズに対応する場合の概略構成図である。 Next, the case where the exposure apparatus in this embodiment supports various mask sizes will be described. FIG. 7 is a schematic block diagram when the exposure apparatus EX of the present embodiment corresponds to various mask sizes.
Y軸方向のサイズが小さいマスクMをマスクステージに保持するとき、マスク保持部4のサイズとマスクMのサイズとが適合しないことがある。このとき、支持機構7や撓み制御ユニット1に備えられた補強梁6が必要となる。 When the mask M having a small size in the Y-axis direction is held on the mask stage, the size of the mask holding unit 4 and the size of the mask M may not match. At this time, the reinforcing beam 6 provided in the support mechanism 7 and the deflection control unit 1 is required.
支持機構7は、例えばマスク保持部4に設けられており、別の複数のマスク保持部とそれらのZ軸方向の位置を独立に調整するための複数の調整部とを備える。そのため、小さなマスクに対しても、マスク保持部4とマスクMとのサイズが適合する状態と同様に、上述のマスク変位Z4を調整しうる。
なお、本実施例において、マスク保持部4のZ軸方向位置を調整したが、マスクMの周辺部をZ軸方向に圧縮する外力を付加して、マスクMのパターン形成面の変位(上述のマスク変位Z4に対応)を調整してもよい。
[デバイス製造の実施形態] 次に、本発明の一実施形態のデバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス等)の製造方法について例示する。
The support mechanism 7 is provided, for example, in the mask holding unit 4 and includes a plurality of other mask holding units and a plurality of adjusting units for independently adjusting the positions in the Z-axis direction. Therefore, the above-described mask displacement Z4 can be adjusted even for a small mask, as in the state where the sizes of the mask holding unit 4 and the mask M are matched.
In this embodiment, the position of the mask holding part 4 in the Z-axis direction is adjusted. However, an external force that compresses the peripheral part of the mask M in the Z-axis direction is applied to displace the pattern forming surface of the mask M (described above). (Corresponding to the mask displacement Z4) may be adjusted.
[Embodiment of Device Manufacturing] Next, a device manufacturing method (semiconductor device, liquid crystal display device, etc.) according to an embodiment of the present invention will be exemplified.
半導体デバイスは、ウエハ(半導体基板)に集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程とを経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程とを含みうる。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)と、パッケージング工程(封入)とを含みうる。また、液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程とを含みうる。 A semiconductor device is manufactured through a pre-process for producing an integrated circuit on a wafer (semiconductor substrate) and a post-process for completing an integrated circuit chip on the wafer produced in the pre-process as a product. The pre-process can include a step of exposing the wafer coated with the photosensitive agent using the above-described exposure apparatus, and a step of developing the wafer. The post-process can include an assembly process (dicing, bonding) and a packaging process (encapsulation). Moreover, a liquid crystal display device is manufactured by passing through the process of forming a transparent electrode. The step of forming a transparent electrode includes a step of applying a photosensitive agent to a glass substrate on which a transparent conductive film is deposited, a step of exposing the glass substrate on which the photosensitive agent is applied using the above-described exposure apparatus, and a glass Developing the substrate.
本実施形態のデバイス製造方法は、デバイスの生産性および品質の少なくとも一方において従来よりも有利である。 The device manufacturing method of the present embodiment is more advantageous than the conventional one in at least one of device productivity and quality.
本実施例によれば、原版の撓みを高精度に調整可能な露光装置及びその露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。このため、本実施例によれば、例えば、マスクのパターン面を大局的に平坦化することができる。または、投影光学系の像面湾曲などに応じて、マスクの撓みを調整することができる。 According to the present embodiment, it is possible to provide an exposure apparatus capable of adjusting the deflection of the original plate with high accuracy and a device manufacturing method using the exposure apparatus. Therefore, according to the present embodiment, for example, the pattern surface of the mask can be flattened globally. Alternatively, the deflection of the mask can be adjusted according to the curvature of field of the projection optical system.
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。 The embodiment of the present invention has been specifically described above. However, the present invention is not limited to the matters described as the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
1:撓み制御ユニット
2:枠
3:光透過部材
4:マスク保持部
5:マスク保持可動部
6:補強梁
7:支持機構
EX:露光装置
IL:照明系
M:マスク
MST:マスクステージ
PL:投影光学系
PST:基板ステージ
S:空間
1: Deflection control unit 2: Frame 3: Light transmission member 4: Mask holding unit 5: Mask holding movable unit 6: Reinforcement beam 7: Support mechanism EX: Exposure apparatus IL: Illumination system M: Mask MST: Mask stage PL: Projection Optical system PST: Substrate stage S: Space
Claims (6)
前記原版を保持して移動する原版ステージと、
前記原版ステージに保持された前記原版の計測箇所に関して前記投影光学系の光軸の方向における位置を計測する計測部と、
前記原版の上面または下面に接する空間の圧力を調整する第1の調整部と、
前記原版ステージに設けられて前記原版を保持する複数の保持部と、
前記複数の保持部それぞれの前記光軸の方向における位置を調整する第2の調整部と、
前記原版の複数の計測箇所に関して前記計測部により計測された複数の前記位置に基づいて前記第1の調整部および前記第2の調整部を制御する制御部と、
を有し、
前記複数の保持部は、前記光軸に直交する第1軸に沿ってそれぞれ設けられた複数の第1保持部と、前記光軸および前記第1軸の双方に直交する第2軸に沿ってそれぞれ設けられた複数の第2保持部とを有し、
前記複数の第1保持部および前記複数の第2保持部は、それぞれ独立して移動可能に構成されていて、
前記第1の調整部は、前記空間の圧力を調整することにより前記原版の撓み量を調整し、
前記第2の調整部は、前記複数の第1保持部および前記複数の第2保持部それぞれの位置を調整することにより、前記光軸の方向における前記原版の位置を調整する、ことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that has a projection optical system and that exposes a substrate through an original pattern and the projection optical system,
An original stage that moves while holding the original;
A measurement unit that measures a position in the direction of the optical axis of the projection optical system with respect to a measurement position of the original plate held on the original stage;
A first adjustment unit for adjusting the pressure of the space in contact with the upper surface or the lower surface of the original plate;
A plurality of holding units provided on the original stage to hold the original; and
A second adjustment unit that adjusts the position of each of the plurality of holding units in the direction of the optical axis;
A control unit for controlling the first adjustment unit and the second adjustment unit based on the plurality of positions measured by the measurement unit with respect to a plurality of measurement points of the original plate;
I have a,
The plurality of holding portions are provided along a first axis that is provided along a first axis that is orthogonal to the optical axis, and a second axis that is orthogonal to both the optical axis and the first axis. A plurality of second holding portions each provided,
The plurality of first holding portions and the plurality of second holding portions are configured to be independently movable,
The first adjustment unit adjusts the amount of deflection of the original by adjusting the pressure of the space,
The second adjustment unit adjusts the position of the original in the direction of the optical axis by adjusting the positions of the plurality of first holding units and the plurality of second holding units, respectively. Exposure equipment to do.
前記計測部は、前記光透過部材を透過する計測光により前記位置を計測する、ことを特徴とする請求項1又は2記載の露光装置。 The first adjustment unit includes a light transmission member as a partition of the space,
The measuring unit, the light transmitting member to measure the position by measuring light transmitted through the, that exposure apparatus according to claim 1 or 2 wherein.
前記基板の露光は、前記原版ステージおよび前記基板ステージを前記第2軸の方向に移動することにより行い、
前記制御部は、前記第1軸の方向に関しては、前記投影光学系の像面湾曲に応じて前記原版が撓み、前記第2軸の方向に関しては前記原版が平坦になるように、前記第1の調整部および前記第2の調整部を制御する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の露光装置。 A substrate stage that holds and moves the substrate;
The exposure of the substrate is performed by moving the original stage and the substrate stage in the direction of the second axis ,
The control unit is configured so that the original is bent according to the curvature of field of the projection optical system with respect to the direction of the first axis, and the original is flat with respect to the direction of the second axis . Controlling the adjustment unit and the second adjustment unit,
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記原版を保持して移動する原版ステージと、
前記原版ステージに保持された前記原版の計測箇所に関して前記投影光学系の光軸の方向における位置を計測する計測部と、
前記原版の上面または下面に接する空間の圧力を調整する第1の調整部と、
前記原版の複数の計測箇所に関して前記計測部により計測された複数の前記位置に基づいて前記第1の調整部を制御する制御部と、
前記原版ステージに設けられて前記原版を保持する複数の保持部と、
前記複数の保持部それぞれの前記光軸の方向における位置を調整する第2の調整部と、
を有し、
前記複数の保持部は、前記光軸に直交する第1軸に沿ってそれぞれ設けられた複数の第1保持部と、前記光軸および該第1軸の双方に直交する第2軸に沿ってそれぞれ設けられた複数の第2保持部とを有し、
前記複数の第1の保持部および前記複数の第2の保持部は、それぞれ独立して移動可能に構成されていて、
前記第1の調整部は、前記空間の圧力を調整することにより前記原版の撓み量を調整し、
前記第2の調整部は、前記複数の第1保持部および前記複数の第2保持部それぞれの位置を調整することにより、前記光軸の方向における前記原版の位置を調整する、ことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that has a projection optical system and that exposes a substrate through an original pattern and the projection optical system,
An original stage that moves while holding the original;
A measurement unit that measures a position in the direction of the optical axis of the projection optical system with respect to a measurement position of the original plate held on the original stage;
A first adjustment unit for adjusting the pressure of the space in contact with the upper surface or the lower surface of the original plate;
A control unit that controls the first adjustment unit based on the plurality of positions measured by the measurement unit with respect to a plurality of measurement points of the original;
A plurality of holding units provided on the original stage to hold the original; and
A second adjustment unit that adjusts the position of each of the plurality of holding units in the direction of the optical axis;
I have a,
The plurality of holding portions are provided along a first axis orthogonal to the optical axis and a second axis orthogonal to both the optical axis and the first axis. A plurality of second holding portions each provided,
The plurality of first holding units and the plurality of second holding units are configured to be independently movable,
The first adjustment unit adjusts the amount of deflection of the original by adjusting the pressure of the space,
The second adjustment unit adjusts the position of the original in the direction of the optical axis by adjusting the positions of the plurality of first holding units and the plurality of second holding units, respectively. Exposure equipment to do.
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。 A step of exposing a substrate using the exposure apparatus according to claim 1;
Developing the substrate exposed in the step;
A device manufacturing method comprising:
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