JP5818032B2 - 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、第3の観点からすると、所定の走査方向に物体を走査しつつ、エネルギビームの照射によって前記物体にパターンを形成する走査露光方式の露光方法であって、少なくとも互いに直交する第1軸及び第2軸を含む二次元平面に平行に移動可能な第1移動部材に、少なくとも前記二次元平面に平行な面内で前記第1移動部材に対して相対移動可能に保持され、前記二次元平面に実質的に平行な一面にグレーティングが形成された計測面が設けられた第2移動部材に、前記物体を載置する工程と、前記計測面に少なくとも1本の第1計測ビームを照射し、該第1計測ビームの前記計測面の前記グレーティングからの回折光を受光するヘッド部の出力に基づいて前記第2移動部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測し、計測された前記位置情報に基づいて、前記第2移動部材を前記二次元平面内の走査方向に駆動することで、前記エネルギビームに対して前記物体を走査する工程と、を含み、前記走査する工程では、第2移動部材のみを前記走査方向に駆動することで、前記物体を前記走査方向に走査する露光方法である。
本発明は、第4の観点からすると、本発明の露光方法を用いて物体を露光することと、前記露光された物体を現像することと、を含む第2のデバイス製造方法である。
なお、微動ステージWFSを粗動ステージWCSに対して駆動する微動ステージ駆動系52(第1、第2駆動部)の構成は、上記実施形態で説明したものに限られない。図16には、微動ステージ駆動系の他の例が示されている。上述した実施形態で説明した微動ステージ駆動系52では、共通のYZコイル55、57を用いて微動ステージWFSをY軸方向及びZ軸方向に駆動したが、図13に示される微動ステージ駆動系152では、微動ステージWFSをZ軸方向に駆動するための専用のZ駆動用コイル155、158と、微動ステージWFSをY軸方向に駆動するための専用のY駆動用コイル157とが設けられている。微動ステージ駆動系152では、固定子部93a内の−X側の端部近傍に複数の第1のZ駆動用コイル155がY軸方向に沿って配置され、これらの+X側には、微動ステージWFSをX軸方向に駆動する、Y軸方向を長手方向とする一つのX駆動用コイル156が配置されている。また、X駆動用コイル156の+X側には、複数のY駆動用コイル157がY軸方向に沿って配置され、さらに、これらの+X側には、複数の第2のZ駆動用コイル158がY軸方向に沿って配置されている。微動ステージWFSの板状部材82a1、82a2には、これらのコイル155〜158に対向して永久磁石165a〜168a、165b〜168bが配置されている(各永久磁石の配置については、図5、図6(A)及び図6(B)参照)。図13に示される微動ステージ駆動系152では、Z駆動用コイル155、158とY駆動用コイル157とを独立して制御できるので、制御が容易である。また、微動ステージWFSのY軸方向に関わらず、一定の浮上力で微動ステージWFSを浮上支持できるので、ウエハWのZ軸方向の位置が安定する。
また、前述した実施形態において、例えばウエハW上のショット領域のX軸方向のサイズと同距離以上、微動ステージWFSと粗動ステージWCSとが、X軸方向に関して、相対移動可能となるように構成しても良い。この場合、微動ステージWFSを粗動ステージWCSに対して駆動する微動ステージ駆動系52は、基本的には上記実施形態と同様の構成であるが、X軸方向の駆動ストロークが長くなるような構成を採用すれば良い。例えば、磁石ユニットMUa1の一部を構成する一対(2つ)の永久磁石66a1、66a2及び磁石ユニットMUa2の一部を構成する永久磁石66b1、66b2として、X軸方向の長さ(幅)が、所望の駆動ストロークに対応する長さの磁石を採用し、コイルユニットCUaの一部を構成するXコイル56として、これらの永久磁石66a1、66a2、66b1、66b2に対応する寸法のコイルを採用する。磁石ユニットMUb1、MUb2、及びコイルユニットCUbについても同様の構成を採用する。この他、X軸方向についても、Y軸方向と同様に、磁石列とコイル列との組み合わせから成るリニアモータ構成としても良い。
ここで、Mは粗動ステージWCSの質量、mはウエハW等を含む微動ステージWFSの質量、すなわち(M+m)は、ウエハステージWSTの全体から成る系の質量、SDはステッピング方向(X軸方向)に関する隣接するショット領域の中心同士の間隔(すなわち、ステップ移動動作時のステップ距離)、Tはあるショットの露光のための微動ステージWFSの走査終了時点からX軸方向に隣接する次のショット領域の露光のための微動ステージWFSの走査終了時点までの時間を表す。
本例の場合、微動ステージWFSと粗動ステージWCSとを含むウエハステージWSTの全体から成る系の運動量はほぼ保存されると考えて差し支えないので、これ以後、粗動ステージWCSは、外力の作用に起因する運動量に比べて、v0・M=Ft1だけ大きな運動量を持つことになる。
図17には、このような第2の微動ステージ位置計測系を備えた第3の変形例に係る露光装置1000の構成が示されている。露光装置1000は、投影ユニットPUが配置された露光ステーション(露光処理部)200と、アライメント系ALGが配置された計測ステーション(計測処理部)300とを備えたツインウエハステージタイプの露光装置である。ここで、前述した第1の実施形態の露光装置100と同一又は同等の構成部分については、同一若しくは類似の記号を用いると共に、その説明を省略又は簡略するものとする。また、同等の部材が露光ステーション200と計測ステーション300とにある場合、識別のため、各部材の符号の末尾にA,Bを付して表記する。ただし、2つのウエハステージの符号は、WST1,WST2と表記する。
Claims (23)
- 所定の走査方向に物体を走査しつつ、エネルギビームの照射によって前記物体にパターンを形成する走査露光型の露光装置であって、
少なくとも互いに直交する第1軸及び第2軸を含む二次元平面に平行に移動可能な第1移動部材と、
前記物体が載置されるとともに、前記第1移動部材に保持され、少なくとも前記二次元平面に平行な面内で前記第1移動部材に対して相対移動可能で、前記二次元平面に実質的に平行な一面にグレーティングが形成された計測面が設けられた第2移動部材と、
前記計測面に少なくとも1本の第1計測ビームを照射し、該第1計測ビームの前記計測面の前記グレーティングからの回折光を受光するヘッド部を有し、該ヘッド部の出力に基づいて前記第2移動部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測する第1計測系と、
前記第1計測系で計測された前記位置情報に基づいて、前記第2移動部材を単独で若しくは前記第1移動部材と一体で駆動する駆動系と、
前記第2移動部材上に載置された前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と、を備え、
前記駆動系は、走査露光動作時には、第2移動部材のみを前記走査方向に駆動することで、前記物体を前記走査方向に走査する露光装置。 - 前記グレーティングは、互いに異なる方向を周期方向とする第1及び第2回折格子を含み、
前記ヘッド部は、前記第1計測ビームとして前記第1及び第2回折格子にそれぞれ対応する第1ビーム及び第2ビームを照射し、前記第1ビーム及び第2ビームそれぞれの前記グレーティングからの回折光を受光し、前記第1計測系は、前記ヘッド部の出力に基づいて、前記第2移動部材の前記第1軸及び第2軸に平行な方向に関する位置情報を計測する請求項1に記載の露光装置。 - 前記ヘッド部は、前記第1ビームとして、前記第1回折格子上の照射点が前記第2軸方向で互いに異なる少なくとも2本の計測用ビームを、前記第1回折格子に照射する請求項2に記載の露光装置。
- 前記少なくとも2本の計測用ビームと前記第2ビームとは、前記グレーティング上の前記第2軸に平行な直線上の照射点にそれぞれ照射される請求項3に記載の露光装置。
- 前記第2移動部材に複数の第2計測ビームを照射し、その反射光を受光して前記第2移動部材の前記二次元平面に直交する方向及び該二次元平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する第2計測系をさらに備え、
前記駆動系は、前記第1及び第2計測系の出力に基づいて、前記第2移動部材を駆動する請求項1〜4のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第2移動部材は、一端部及び該一端部とは前記計測面を挟んで反対側の他端部が前記第1移動部材にそれぞれ支持され、
前記駆動系は、前記第2移動部材の前記一端部に駆動力を作用させる第1駆動部と、前記他端部に駆動力を作用させる第2駆動部とを含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第1及び第2駆動部それぞれは、前記第1移動部材と前記第2移動部材との一方に配置されたコイルユニットと、前記第1移動部材と前記第2移動部材との他方に配置された磁石ユニットとを含み、前記第2移動部材を非接触駆動する請求項6に記載の露光装置。
- 前記第1及び前記第2駆動部は、前記第1軸及び第2軸に平行な方向、及び二次元平面に直交する方向、並びに前記第1軸及び第2軸それぞれに平行な軸回りの回転方向に駆動力を発生可能であり、その駆動力の大きさ及び発生方向それぞれが独立に制御可能である請求項6又は7に記載の露光装置。
- 前記第1移動部材は、前記二次元平面に平行な上面を有するベース上に非接触支持されている請求項8に記載の露光装置。
- 前記駆動系は、前記ベース上で、前記第1移動部材を駆動する第3駆動部をさらに含み、
前記第1、第2駆動部を介して、前記第2移動部材を前記第1軸又は第2軸に平行な方向のうちの第1方向に移動させる際に、前記第3駆動部を介して前記第1移動部材に前記第1方向の初速を与える制御装置をさらに備える請求項9に記載の露光装置。 - 前記制御装置は、前記第2移動部材と前記第1移動部材とを含む系の重心が前記第1方向に関する等速移動を行うように、前記第1移動部材に前記初速を与える請求項10に記載の露光装置。
- 前記第1移動部材と前記第2移動部材との少なくとも前記二次元平面内の相対位置情報を計測する第3計測系をさらに備え、
前記駆動系は、前記第1計測系により計測された前記第2移動部材の前記位置情報と前記第3計測系により計測された前記相対位置情報とに基づいて、前記第1移動部材を駆動する請求項1〜11のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第2移動部材は、その内部を光が進行可能な中実部を少なくとも一部に有し、
前記計測面は、前記第2移動部材の前記物体の載置面側に前記中実部に対向して配置され、
前記ヘッド部は、前記物体の載置面とは反対側に前記中実部に対向して配置されている請求項1〜12のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第2移動部材は、前記中実部を支持する支持部をさらに有し、
前記支持部は、その少なくとも一部が前記中実部より軽い素材から成る請求項13に記載の露光装置。 - 前記支持部は中空である請求項14に記載の露光装置。
- 前記支持部の内部には断熱材が配置される請求項15に記載の露光装置。
- 前記ヘッド部から前記計測面に対して照射される前記第1計測ビームの照射点の中心である計測中心は、前記物体に照射される前記エネルギビームの照射領域の中心である露光位置に一致する請求項1〜16のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記第1移動部材は、内部に空間部を有し、
前記第1計測系のヘッド部は、前記第1移動部材の空間部内に前記計測面に対向して配置されている請求項1〜17のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第1移動部材は、支持している前記第2移動部材の前記第1軸及び第2軸に平行な方向に関する駆動力の作用により、運動量保存の法則に従って前記第2移動部材と反対方向へ移動する請求項1〜18のいずれか一項に記載の露光装置。
- 請求項1〜19のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体を露光することと、
前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。 - 所定の走査方向に物体を走査しつつ、エネルギビームの照射によって前記物体にパターンを形成する走査露光方式の露光方法であって、
少なくとも互いに直交する第1軸及び第2軸を含む二次元平面に平行に移動可能な第1移動部材に、少なくとも前記二次元平面に平行な面内で前記第1移動部材に対して相対移動可能に保持され、前記二次元平面に実質的に平行な一面にグレーティングが形成された計測面が設けられた第2移動部材に、前記物体を載置する工程と、
前記計測面に少なくとも1本の第1計測ビームを照射し、該第1計測ビームの前記計測面の前記グレーティングからの回折光を受光するヘッド部の出力に基づいて前記第2移動部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測し、計測された前記位置情報に基づいて、前記第2移動部材を前記二次元平面内の走査方向に駆動することで、前記エネルギビームに対して前記物体を走査する工程と、を含み、
前記走査する工程では、第2移動部材のみを前記走査方向に駆動することで、前記物体を前記走査方向に走査する露光方法。 - 前記ヘッド部の出力に基づいて前記第2移動部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測するとともに、前記第1移動部材と前記第2移動部材との少なくとも前記二次元平面内の相対位置情報を計測し、計測された前記位置情報及び前記相対位置情報に基づいて、前記第1移動部材を前記二次元平面内の非走査方向にステップ駆動する工程をさらに含む請求項21に記載の露光方法。
- 請求項21又は22に記載の露光方法を用いて物体を露光することと、
前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
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