曝光装置、曝光方法、及元件制造方法_2

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,也能适用在揭不于国际公开第2004/053955号小册子的液浸机构或欧洲专利公开第1420298号说明书的液浸机构等。
[0063]回到图1,载台装置50,具备;晶圆载台WST及测量载台MST,是配置于底座12上方;干涉仪系统118 (参照图7),包含测量此等载台WST、MST的位置资讯的Y轴干涉仪16、18 ;后述的编码器系统,是在曝光时等用以测量晶圆载台WST的位置资讯;以及载台驱动系统124 (参照图7),是驱动载台WST、MST等。
[0064]在晶圆载台WST、测量载台MST各自的底面的多处,设有未图示的非接触轴承、例如真空预压型空气静压轴承(以下称为「空气垫」),籍由从此等空气垫往底座12上面喷出的加压空气的静压,使晶圆载台WST、测量载台MST通过数μ m程度之间隙以非接触方式支撑于底座12的上方。又,载台WST、MST,是可藉由图7的载台驱动系统124而独立驱动于Y方向及X方向的二维方向。
[0065]进一步详述之,如图2的俯视图所示,在地面上,延伸于Υ轴方向的一对Υ轴固定件86,87隔着底座12分别配置于X轴方向的一侧与另一侧。Υ轴固定件86,87例如由内装有永久磁石群的磁极单元构成,该永久磁石群是由沿Υ轴方向以既定间隔且交互配置的多组Ν极磁石与S极磁石构成。于Υ轴固定件86,87,各两个的Υ轴可动件82,84及83,85是设置成分别以非接触方式卡合的状态。亦即,合计四个的Υ轴可动件82,84,83,85,是呈插入于ΧΖ截面为U字型的Υ轴固定件86或87的内部空间的状态,分别通过未图示空气垫例如通过数μ m程度的间隙来以非接触方式支撑于所对应的Y轴固定件86或87。各Y轴可动件82,84,83,85,例如是由内装有沿Y轴方向相距既定间隔所配置的电枢线圈的电枢元件单元所构成。亦即,本实施形态中,是以电枢元件单元所构成的Y轴可动件82,84与磁极单元所构成的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的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。
[0066]上述四个Y轴线性马达中,两个Y轴线性马达82,83的可动件82,83,是分别固定于延伸在X轴方向的X轴固定件80长边方向的一端与另一端。又,剩余的两个Y轴线性马达84,85的可动件84,85,是固定于延伸在X轴方向的X轴固定件81的一端与另一端。据此,X轴固定件80,81,即可藉由各一对的Y轴线性马达82,83,84,85分别沿Y轴被驱动。
[0067]各X轴固定件80,81,例如是由分别内装有沿X轴方向相距既定间隔配置的电枢线圈的电枢元件单元所构成。
[0068]— X轴固定件81,是设置成插入形成于载台本体91 (构成晶圆载台WST —部分,参照图1)的未图示开口的状态。在该载台本体91的上述开口内部例如设有具永久磁石群的磁极单元,该永久磁石群是由沿X轴方向以既定间隔且交互配置的多组N极磁石与S极磁石构成。以该磁极单元与X轴固定件81来构成用以将载台本体91驱动于X轴方向的动磁型X轴线性马达。同样地,另一 X轴固定件80,是设置成插入形成于载台本体92 (构成测量载台MST)的未图示开口的状态。在该载台本体92的上述开口内部设有与晶圆载台WST侧(载台本体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轴方向的动磁型X轴线性马达。
[0069]本实施形态中,构成载台驱动系统124的上述各线性马达,是由图7所示的主控制装置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的任一方,能视需要来适当选择。此外,籍由稍微改变一对Y轴线性马达84,85 (或82,83)分别产生的推力,而能控制晶圆载台WST (或测量载台MST)的偏转(绕θ z的方向的旋转)。
[0070]晶圆载台WST,包含:前述载台本体91 ;以及晶圆台WTB,是通过未图示Z调平机构(例如音圈马达等)装载于该载台本体91上,可相对载台本体91微幅驱动在Z轴方向、θχ方向、以及9y方向。
[0071]在晶圆台WTB上设有藉由真空吸附等来保持晶圆W的晶圆保持具(未图示)。晶圆保持具虽可与晶圆台WTB形成为一体,但本实施形态中晶圆保持具与晶圆台WTB是分别构成,藉由例如真空吸附等将晶圆保持具固定于晶圆台WTB的凹部内。又,在晶圆台WTB上面设有板体(拨液板)28,该板体是与装载在晶圆保持具上的晶圆表面大致同一面高、其外形(轮廓)为矩形且在其中央部形成有较晶圆保持具(晶圆的装载区域)大一圈的圆形开口。板体28,是由低热膨胀系数的材料、例如玻璃或陶瓷(首德公司的Zerodur (商品名))、A1203或TiC等)构成,在其表面例如由氟树脂材料、聚四氟乙烯(铁氟龙(注册商标))等氟系树脂材料、丙烯酸系树脂材料或硅系树脂材料等来形成拨液膜。
[0072]进一步地,如图5A的晶圆台WTB(晶圆载台WST)的俯视图所示,板体28具有用以包围圆形开口的外形(轮廓)为矩形的第1拨液区域28a、以及配置于第1拨液区域28a周围的矩形框状(环状)第2拨液区域28b。第1拨液区域28a,例如在进行曝光动作时,形成有从晶圆表面超出的液浸区域14 (参照图3)的至少一部分,第2拨液区域28b,是形成有后述编码器系统用的标尺。此外,板体28的表面的至少一部分也可不与晶圆表面为同一面高,亦即也可是相异的高度。又,板体28虽可是单一板体,但在本实施形态中为多个板体,例如组合分别与第1及第2拨液区域28a,28b对应的第1及第2拨液板来构成。本实施形态中的液体Lq由于是纯水,因此是对拨液区域28a,28b例如施有拨水涂层。
[0073]此情形下,与照明光IL会照射于内侧的第1拨水板28a相对地,照明光IL几乎不会照射到外侧的第2拨水板28b。考量到此点,本实施形态中是在第1拨水板28a表面施以对照明光IL (此时为真空紫外区的光)有充分的耐性的拨水涂布膜,而在第2拨水板28b表面施以对照明光IL的耐性较第1拨水区域28a差的拨水涂布膜。
[0074]又,由图5A可清楚得知,在第1拨水区域28a的+Y方向侧端部的X方向的中央部形成有长方形缺口,在此缺口与第2拨水区域28b所包围的长方形空间内部(缺口内部)埋入有测量板30。在此测量板30的长边方向中央(晶圆台WTB的中心线LL上)形成基准标记FM,在该基准标记的X方向一侧与另一侧,形成有相对基准标记中心配置成对称的一对空间像测量狭缝图案(狭缝状测量用图案)SL。各空间像测量狭缝图案SL,例如是使用具有沿Y方向与X方向的边的L字形狭缝图案,或分别沿X方向及Y方向延伸的两个直线状狭缝图案等。
[0075]又,如图5B所示,收纳有送光系统36(由包含物镜、反射镜、中继透镜等的光学系统构成)的L字形框体,是以从晶圆台WTB贯通载台本体91内部一部分的状态,安装成一部分埋入于上述各空间像测量狭缝图案SL下方的晶圆载台WST内部的状态。虽省略图示,但送光系统36是与上述一对空间像测量狭缝图案SL对应设置有一对。送光系统36,是将透射过空间像测量狭缝图案SL的照明光IL沿L字形路径导引,并朝向Y方向射出。
[0076]再者,在第2拨水区域28b上面,沿其四边各以既定间距直接形成有多个格子线37,38。进一步详言之,在第2拨水区域28b的X方向两侧(图5A中的左右两侧)的区域分别形成有Y标尺39Yd 39Υ2,此Y标尺39Yu 39Y2,例如是以延伸于X方向的格子线38以既定间距沿平行于Υ轴的方向(Υ方向)而形成的、周期性排列于Υ方向的反射型格子(例如相位型绕射光栅)所构成。
[0077]同样地,在第2拨水区域28b的Y轴方向一侧与另一侧(图5A中的上下两侧)的区域分别形成有X标尺39Xd 39X2,此X标尺39Xd 39X2,例如是以延伸于Y方向的格子线37以既定间距沿平行于X轴的方向(X方向)而形成的、周期性排列于X方向的反射型格子(例如绕射光栅)所构成。
[0078]上述各标尺39Yd 39Υ2, 39Χ1; 39Χ2,,例如是以全像片等来在第2拨水区域28b表面作成反射型绕射光栅。此时,在各标尺是以既定间隔(间距)而刻出由窄狭缝或槽等构成的格子来作为标度。用于各标尺的绕射光栅的种类并不限定,不仅能以机械方式形成槽等,例如也可是将干涉纹烧结于感光性树脂来加以作成。不过,各标尺,例如是以138nm?4μπι间的间距(例如1 μπι间距)将上述绕射光栅的标度刻于薄板状玻璃来作成。此等标尺是被前述拨液膜(拨水膜)覆盖。此外,图5Α中为了方便表示,格子的间距是图示成较实际间距大许多。此点在其他的图中也相同。
[0079]承上所述,本实施形态由于将第2拨水区域28b本身构成标尺,因此是使用低热膨胀的玻璃板来作为第2拨水区域28b。然而并不限于此,也可将形成有格子的低热膨胀的玻璃板等所构成的标尺构件,藉由例如板弹簧(或真空吸附)等固定于晶圆台WTB上面,以避免其产生局部性的伸缩,此时,也可将在全面施有同一拨水涂布膜的拨水板代用为板体28。
[0080]晶圆台WTB的一 Y端面,一 X端面,是分别施以镜面加工而形成为图2所示的反射面17a,17b。干涉仪系统118 (参照图7)的Y轴干涉仪16及X轴干涉仪126 (参照图2),是分别对此等反射面17a,17b投射干涉仪光束(测距光束),并籍由接收各自的反射光。接着,干涉仪16及126,测量各反射面从基准位置(例如配置于投影单元的参照镜)的位移、亦即晶圆载台WST在XY平面内的位置资讯,并将该测量值供应至主控制装置20。本实施形态中,作为Y轴干涉仪16及X轴干涉仪126,均使用具有多个光轴的多轴干涉仪,主控制装置20,不但能根据此等Y轴干涉仪16及126的测量值来测量晶圆台WTB的X,Y位置,也能测量θ X方向的旋转资讯(纵摇)、Θ y方向的旋转资讯(横摇)、以及θ z方向的旋转资讯(偏摇)。
[0081]本实施形态中,晶圆载台WST(晶圆台WTB)在XY平面内的位置资讯(包含θζ方向的旋转资讯),主要是藉由包含上述Υ标尺、X标尺等的后述编码器系统来测量,干涉仪16,126的测量值是辅助性地用于修正(校正)该编码器系统的长期性变动(例如因标尺随时间的变化等所造成)等。又,Υ轴干涉仪16的用途,是为了更换晶圆,而在后述卸载位置及装载位置附近测量晶圆台WTB的Υ位置等。又,例如在装载动作与对准动作的期间、及/或曝光动作与卸载动作的期间中晶圆载台WST移动,也使用干涉仪系统118的测量资讯、亦即在五自由度方向(X轴、Υ轴、θχ、0y、ΘΖ方向)的位置资讯的至少一个。
[0082]此外,干涉仪系统118的Υ轴干涉仪16、Χ轴干涉仪126、以及后述的测量载台MST用的Υ轴干涉仪18、χ轴干涉仪130,是如图1中的测量框架21的俯视图的图3所示,通过支撑构件24Α, 24C, 24Β, 24D支撑于测量框架21的底面。然而,也可将Υ轴干涉仪16,18及X轴干涉仪126,130设置于保持投影单元的主框架,或与如前所述悬吊支撑的投影单元
设置成一体。此等情形下,也可干涉仪16,18,126,130,仅包含用以分离及合成射向载台的测距光束与射向参照镜的参照光束的干涉仪光学系统的部分,接收测距光束与参照光束的干涉光的接收器(光电检测器)的部分是以未图示柱架支撑。
[0083]此外,本实施形态中,晶圆载台WST虽包含可在ΧΥ平面内移动自如的载台本体91,以及装载于该载台本体91上、可相对载台本体91被微幅驱动于Ζ方向、ΘΧ方向、以及ΘΖ方向的晶圆台WTB,但并不限于此,也可采用能在六自由度移动的单一载台来作为晶圆载台WSTo又,也可在晶圆台WTB设置由平面镜构成的移动镜来代替反射面17b。再者,配置参照镜(基准面)的位置不限于投影单元PU,也不一定要使用固定镜来测量晶圆载台WST的位置资讯。
[0084]又,本实施形态中,由干涉仪系统118测量的晶圆载台WST的位置资讯,并不用在后述曝光动作或对准动作等,而主要是用在编码器系统的校正动作(亦即测量值的校正)等,但例如也可将干涉仪系统118的测量资讯(亦即五自由度方向的位置资讯的至少一个)用在例如曝光动作及/或对准动作等。本实施形态中,编码器系统是测量晶圆载台WST在三自由度方向、亦即X方向、Y方向、以及θζ方向的位置资讯。因此,在进行曝光动作等时,干涉仪系统118的测量资讯中,可仅使用与编码器系统对晶圆载台WST的位置资讯的测量方向(X方向、Υ方向、以及θ ζ方向)相异的方向,例如在θχ方向及/或0y方向的位置资讯,或除了该相异方向的位置资讯以外,再加上使用与编码器系统的测量方向相同方向(亦即X方向、Y方向、以及θζ方向的至少一个)的位置资讯。又,干涉仪系统118也可测量晶圆载台WST在Ζ轴方向的位置资讯。此时,也可在曝光动作中使用Ζ轴方向的位置资讯。
[0085]在图1的测量载台MST,是在载台本体92上固定平板状测量台ΜΤΒ而构成。在测量台ΜΤΒ及载台本体92设有各种测量用构件。作为该测量用构件,例如图2及图6Α所示,是采用具有针孔状受光部的照度不均感测器94、用以测量投影光学系统PL所投影的图案空间像(投影像)的空间像测量器96、以及波面像差测量器98等。
[0086]此外,本实施形态中,是进行藉由通过投影光学系统PL与液体(水)Lq以照明光IL使晶圆W曝光的液浸曝光,与此对应地,用于使用照明光IL的测量的上述照度不均感测器94 (以及照度监测器)、空间像测量器96、以及波面像差测量器98,是通过投影光学系统PL及水接收照明光IL。如图6B所示,在测量载台MST的载台本体92的一 Y方向侧端面固定有框状安装构件42。又,在载台本体92的一 Y方向侧端面,安装构件42开口内部的在X方向的中心位置附近,是以能与前述图5B的一对送光系统36对向的配置固定有一对受光系统44。各受光系统44,是由中继透镜等的光学系统、受光元件(例如光电倍增管等)、以及收纳此等的框体构成。由图5B及图6B、以及截至目前为止的说明可知,本实施形态中,在晶圆载台WST与测量载台MST于Y轴方向接近既定距离以内的状态(包含接触状态)下,透射过测量板30的各空间像测量狭缝图案SL的照明光IL是被前述各送光系统36导引,而以各受光系统44的受光元件接收光。亦即,藉由测量板30、送光系统36、以及受光系统44,来构成与前述日本特开2002 — 14005号公报(对应美国专利申请公开第2002/0041377号说明书)、等所揭示的相同的空间像测量装置45 (参照图7)。
[0087]在图6B的安装构件42上,在X轴方向延伸设置有由截面矩形的棒状构件构成的作为基准构件的基准杆(以下简称为「CD杆」)46。此CD杆46,是藉由全动态框构造以动态方式支撑于测量载台MST上。
[0088]由于CD杆46为原器(测量基准),因此其材料是采用低热膨胀系数的光学玻璃陶瓷、例如首德公司的Zerodur (商品名)等。此CD杆46的上面(表面)的平坦度设定得较高,与所谓基准平面板相同程度。又,在该CD杆46的长边方向一侧与另一侧端部附近,是如图6A所示分别形成有以Y方向为周期方向的基准格子(例如绕射光栅)52。此一对基准格子52的形成方式,是隔着既定距离(L)在CD杆46的X轴方向中心、亦即相隔前述中心线CL配置成对称。
[0089]又,在该⑶杆46上面以图6A所示的配置形成有多个基准标记M。该多个基准标
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