JP2007019225A - 位置計測装置の反射部材構造及びステージ装置並びに露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 反射面を容易に高精度に加工・製造する。
【解決手段】 反射部材27で反射したビームにより位置計測を行う。反射部材27は、第1ビームが反射する第1反射面27aを備える第1反射部材27Aと、第2ビームが反射し第1反射面27aに対して交差する角度を有する第2反射面27bを備える第2反射部材27Bとが結合して形成される。
【選択図】 図2
【解決手段】 反射部材27で反射したビームにより位置計測を行う。反射部材27は、第1ビームが反射する第1反射面27aを備える第1反射部材27Aと、第2ビームが反射し第1反射面27aに対して交差する角度を有する第2反射面27bを備える第2反射部材27Bとが結合して形成される。
【選択図】 図2
Description
本発明は、位置計測装置の反射部材構造及びステージ装置並びに露光装置に関するものであり、例えば、レーザ光等のビームを用いて移動ステージの位置を検出する際に用いて好適な位置計測装置の反射部材構造及びステージ装置並びに露光装置に関するものである。
移動ステージを有するステージ装置においては、移動ステージ(または移動ステージに設置された移動鏡)に反射面を設け、この反射面に対して照射したレーザ光等のビームの反射光を受光することにより、移動面に沿う方向(例えばX軸方向、Y軸方向)の位置を検出する干渉計が位置計測装置として用いられている。
また、特許文献1には、移動面に沿う方向に照射されたビームを移動ステージにおいて移動面と直交する方向(Z方向)に折り曲げ、移動ステージの上方に設けた反射板で反射させることにより、移動ステージのZ方向の位置(高さ位置)を検出する干渉計の構成が開示されている。
特表2001−510577号公報
また、特許文献1には、移動面に沿う方向に照射されたビームを移動ステージにおいて移動面と直交する方向(Z方向)に折り曲げ、移動ステージの上方に設けた反射板で反射させることにより、移動ステージのZ方向の位置(高さ位置)を検出する干渉計の構成が開示されている。
しかしながら、上述したような技術には、以下のような問題が存在する。
ビームの生じる熱により検出精度が低下しないように、ダウンフローによりビーム光路の温度調整を行っているが、特許文献1の技術のように、移動ステージの高さ位置を検出するにあたって、反射板を移動ステージの上方に設ける構成では、ダウンフロー用機器を設置するための場所の確保が困難であり、また移動ステージの上方には投影光学系やウエハの位置計測に用いられる計測機器が配設されることから、反射板を避けてこれらの機器を配置すると、結果として装置の大型化を招く虞がある。
ビームの生じる熱により検出精度が低下しないように、ダウンフローによりビーム光路の温度調整を行っているが、特許文献1の技術のように、移動ステージの高さ位置を検出するにあたって、反射板を移動ステージの上方に設ける構成では、ダウンフロー用機器を設置するための場所の確保が困難であり、また移動ステージの上方には投影光学系やウエハの位置計測に用いられる計測機器が配設されることから、反射板を避けてこれらの機器を配置すると、結果として装置の大型化を招く虞がある。
そこで、反射板を移動ステージの上方から離間した位置に設け、移動ステージの高さ方向成分を含む角度でビームを照射し、この反射板で反射させる構成を採ることができる。この場合、反射板に計測用の反射面とともに、計測の基準となる基準面を設けることが考えられるが、双方の反射面の相対位置関係を保持して高精度に加工・製造するには、作業時間が大幅に増えるという問題が生じる。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、反射面を容易に高精度に加工・製造できる位置計測装置の反射部材構造及び、この位置計測装置を備えたステージ装置並びに露光装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図1ないし図2に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の位置計測装置の反射部材構造は、反射部材(27)で反射したビームにより位置計測を行う位置計測装置(118)の反射部材構造であって、反射部材(27)は、第1ビームが反射する第1反射面(27a)を備える第1反射部材(27A)と、第2ビームが反射し第1反射面(27a)に対して交差する角度を有する第2反射面(27b)を備える第2反射部材(27B)とが結合して形成されることを特徴とするものである。
本発明の位置計測装置の反射部材構造は、反射部材(27)で反射したビームにより位置計測を行う位置計測装置(118)の反射部材構造であって、反射部材(27)は、第1ビームが反射する第1反射面(27a)を備える第1反射部材(27A)と、第2ビームが反射し第1反射面(27a)に対して交差する角度を有する第2反射面(27b)を備える第2反射部材(27B)とが結合して形成されることを特徴とするものである。
従って、本発明の位置計測装置の反射部材構造では、第1反射部材(27A)における第1反射面(27a)及び第2反射部材(27B)における第2反射面(27b)を、他の反射面の位置関係に制限を受けることなくそれぞれ個別に加工・製造できるため、高精度の反射面を得ることができる。
また、本発明のステージ装置は、移動面(12a)を移動する移動ステージ(WST、MST)と、移動ステージ(WST、MST)の位置をビームにより計測する位置計測装置(118)とを備えたステージ装置(50)であって、位置計測装置として、先に記載の反射部材構造を有する位置計測装置(118)が用いられることを特徴とするものである。そして、本発明の露光装置は、先に記載のステージ装置(50)を備えることを特徴とするものである。
従って、本発明のステージ装置及び露光装置では、高精度の位置計測装置を用いることにより、移動ステージ(WST、MST)の位置を精度よく計測することができる。そのため、パターンの転写精度を高めることが可能になる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
本発明では、高精度の反射面を容易に得ることが可能になる。
以下、本発明の位置計測装置の反射部材構造及びステージ装置並びに露光装置の実施の形態を、図1ないし図13を参照して説明する。
ここでは、本発明に係るステージ装置をウエハステージに適用した場合の例を用い、このウエハステージの位置を本発明に係る位置計測装置により計測する場合について説明する。
ここでは、本発明に係るステージ装置をウエハステージに適用した場合の例を用い、このウエハステージの位置を本発明に係る位置計測装置により計測する場合について説明する。
図1には、本実施形態の露光装置100の概略構成が示されている。
この露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、即ちいわゆるスキャニング・ステッパである。この露光装置100は、照明系10、マスクとしてのレチクル(マスク)Rを保持するレチクルステージRST、投影ユニットPU、ウエハステージWST及び計測ステージMSTを有するステージ装置50、及びこれらの制御系を備えている。ウエハステージWST上には、基板の一例としてウエハWが載置されている。
この露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、即ちいわゆるスキャニング・ステッパである。この露光装置100は、照明系10、マスクとしてのレチクル(マスク)Rを保持するレチクルステージRST、投影ユニットPU、ウエハステージWST及び計測ステージMSTを有するステージ装置50、及びこれらの制御系を備えている。ウエハステージWST上には、基板の一例としてウエハWが載置されている。
まず、ステージ装置50について説明する。
前記ステージ装置50は、フレームキャスタFCと、該フレームキャスタFC上に設けられたベース盤12と、該ベース盤12の上方に配置されベース盤12の上面(移動面)12aに沿って移動するウエハステージWST及び計測ステージMSTと、これらのステージWST、MSTの位置を検出する干渉計16、18を含む干渉計システム118(図10参照)と、ステージWST、MSTを駆動するステージ駆動部124(図10参照)と、温度調整装置8、9(図4参照)を備えている。
前記ステージ装置50は、フレームキャスタFCと、該フレームキャスタFC上に設けられたベース盤12と、該ベース盤12の上方に配置されベース盤12の上面(移動面)12aに沿って移動するウエハステージWST及び計測ステージMSTと、これらのステージWST、MSTの位置を検出する干渉計16、18を含む干渉計システム118(図10参照)と、ステージWST、MSTを駆動するステージ駆動部124(図10参照)と、温度調整装置8、9(図4参照)を備えている。
前記フレームキャスタFCは、図2に示すように、そのX軸方向一側と他側の端部近傍にY軸方向を長手方向とし上方に突出した突部FCa、FCbが一体的に形成された概略平板状からなっている。フレームキャスタFCの突部FCa、FCbの上方には、図2に示されるように、Y軸方向に延びるY軸駆動用の固定子86、87が配設されている。これらのY軸用の固定子86、87は、それぞれの下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって突部FCa、FCbの上面に対して所定のクリアランスを解して浮上支持されている。これはウエハステージWSTや計測ステージMSTのY方向の移動により発生した反力により、固定子86、87がカウンタマスとして逆方向に移動して、この反力を運動量保存の法則により相殺するためである。Y軸用の固定子86、87は、本実施形態では複数の永久磁石群からなる磁極ユニットとして構成されている。
前記ベース盤(定盤)12は、フレームキャスタFCの前記突部FCa、FCbに挟まれた領域上に配置されている。ベース盤12の上面12aは平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージWST及び計測ステージMSTのXY平面に沿った移動の際のガイド面とされている。
前記ウエハステージWSTは、図2に示されるように、ベース盤12上に配置されたウエハステージ本体28と、該ウエハステージ本体28上に不図示のZ・チルト駆動機構を介して搭載されたウエハテーブルWTBとを備えている。Z・チルト駆動機構は、実際にはウエハステージ本体28上でウエハテーブルWTBを3点で支持する3つのアクチュエータ(例えば、ボイスコイルモータやEIコア)等を含んで構成され、各アクチュエータの駆動を調整することで、ウエハテーブルWTBをZ軸方向、θx方向(X軸周りの回転方向)、θy方向(Y軸周りの回転方向)の3自由度方向に微小駆動する。
ウエハステージ本体28は、断面矩形枠状でX軸方向に延びる中空部材によって構成されている。このウエハステージ本体28の下面には、本願出願人が先に出願した特願2004−215439号に記載されているような自重キャンセラ機構が設けられている。この自重キャンセラ機構は、ベローズに内圧をかけてウエハステージWSTを支える支持部と、ガイド面12aと対向し、ウエハステージWSTをガイド面12aに対して浮上させるエアベアリング部とを有している。
前記ウエハステージ本体28の内部には、X軸方向の可動子としての永久磁石群を有する磁極ユニット90が設けられている。磁石ユニット90の内部空間には、X軸方向に延びるX軸用の固定子80が挿入されている。このX軸用の固定子80は、X軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットによって構成されている。この場合、磁極ユニット90と電機子ユニットからなるX軸用の固定子80とによって、ウエハステージWSTをX軸方向に駆動するムービングマグネット型のX軸リニアモータが構成されている。
以下においては、適宜、上記X軸リニアモータを、その固定子(X軸用の固定子)80と同一の符号を用いてX軸リニアモータ80と称するものとする。なお、X軸リニアモータ80として、ムービングマグネット型のリニアモータに代えて、ムービングコイル型のリニアモータを用いてもよい。
以下においては、適宜、上記X軸リニアモータを、その固定子(X軸用の固定子)80と同一の符号を用いてX軸リニアモータ80と称するものとする。なお、X軸リニアモータ80として、ムービングマグネット型のリニアモータに代えて、ムービングコイル型のリニアモータを用いてもよい。
X軸用の固定子80の長手方向両側端部には、例えばY軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットからなる可動子82、83がそれぞれ固定されている。これらの可動子82、83のそれぞれは、上述したY軸用の固定子86、87にそれぞれ内側から挿入されている。すなわち、本実施形態では、電気ユニットからなる可動子82、83と磁極ユニットからなるY軸用の固定子86、87とによって、ウエハステージWSTをY軸方向に駆動するムービングコイル型のY軸リニアモータが構成されている。
以下においては、上記2つのY軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子82、83と同一の符号を用いて、適宜、Y軸リニアモータ82、83と称するものとする。なお、Y軸リニアモータ82、83として、ムービングコイル型のリニアモータに代えて、ムービングマグネット型のリニアモータを用いてもよい。
以下においては、上記2つのY軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子82、83と同一の符号を用いて、適宜、Y軸リニアモータ82、83と称するものとする。なお、Y軸リニアモータ82、83として、ムービングコイル型のリニアモータに代えて、ムービングマグネット型のリニアモータを用いてもよい。
そして、ウエハステージWSTは、X軸リニアモータ80により、X軸方向に駆動されるとともに、一対のY軸リニアモータ82、83によってX軸リニアモータ80と一体でY軸方向に駆動される。また、ウエハステージWSTは、Y軸リニアモータ82、83が発生するY軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、θz方向にも回転駆動される。従って、ウエハテーブルWTBを支持する3つのアクチュエータ、X軸リニアモータ80及びY軸リニアモータ82、83の駆動により、ウエハテーブルWTBは6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)に非接触で微小駆動可能とされている。
前記ウエハテーブルWTB上には、ウエハWを保持するウエハホルダ70が設けられている。ウエハホルダ70は、板状の本体部と、該本体部の上面に固定されその中央にウエハWの直径よりも大きな円形開口が形成された撥液性(撥水性)を有する補助プレートとを備えている。この補助プレートの円形開口内部の本体部の領域には、多数(複数)のピンが配置されており、その多数のピンによってウエハWが支持された状態で真空吸着されている。この場合、ウエハWが真空吸着された状態では、そのウエハW表面と補助プレートの表面との高さがほぼ同一の高さとなるように形成されている。なお、補助プレートを設けずに、ウエハテーブルWTBの表面に撥液性を付与してもよい。
また、図2に示されるように、ウエハテーブルWTBのX軸方向の一端(+X側端)には、X軸方向に直交する(Y軸方向に延在する)反射面17Xが鏡面加工により形成され、Y軸方向の一端(+Y側端)には、Y軸方向に直交する(X軸方向に延在する)反射面17Yが同様に鏡面加工により形成されている。これらの反射面17X、17Yには、後述する干渉計システム118(図10参照)を構成するX軸干渉計46、47、Y軸干渉計18からの干渉計ビームがそれぞれ投射され、各干渉計46、47、18ではそれぞれの反射光を受光することで、各反射面17X、17Yの基準位置(一般的には投影ユニットPU側面や、オフアクシス・アライメント系ALG(図1、図10参照)の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする)からの計測方向の変位を検出する。
同様に、計測ステージMSTの変位は、干渉計システム118を構成するX軸干渉計21、Y軸干渉計16からの干渉計ビームがそれぞれ投射されることで検出される。
同様に、計測ステージMSTの変位は、干渉計システム118を構成するX軸干渉計21、Y軸干渉計16からの干渉計ビームがそれぞれ投射されることで検出される。
干渉計システム118は、上述したY軸干渉計16、18、X軸干渉計21、46、47の他に、Z軸干渉計22、計測ステージMSTにおける分光手段(例えば、ハーフミラー等のビームスプリッタ)30、31、ウエハステージWSTにおける折り曲げミラー32、33、図3に示すように、ウエハステージWSTに設けられた3つのプリズム34〜36、計測ステージMSTに設けられた3つのプリズム37〜39、Y軸リニアモータの固定子87の上方に配設された固定鏡27、Y軸干渉計23、24、Y軸リニアモータの可動子82に設けられた移動鏡25、後述するY軸リニアモータの可動子84に設けられた移動鏡26を備えている。
固定鏡27は、図1及び図4に示すように、投影ユニットPUを支持するフレーム57に取付部材5、6を介して支持された状態でY軸方向に沿って配設されており、低熱膨張ガラスや、セラミックス(例えば、アルミナセラミックスや窒化ケイ素系のセラミックス)等の低熱膨張材で形成された参照ミラー27Aと計測ミラー27Bとが図5に示す複数の締結部材27Cにより締結固定されて一体的に結合された構成となっている。
参照ミラー27Aは、X軸と直交する(即ち、移動面12aに対して交差する角度を有する)YZ平面と平行な反射面27aを備えている。計測ミラー27Bは、上記反射面27aに対して交差する角度(移動面12aと対向するようにY軸周りに所定量回転させた角度)を有する反射面27bを備えている。これら参照ミラー27A、計測ミラー27Bには、Z軸方向に貫通し、温度調整用のエアが流通可能な温調孔部27Dが固定鏡27の長さ方向に間隔をあけて複数形成され(図4では1つの孔部27Dのみ図示している)、固定鏡27の蓄熱が緩和されている。
取付部材5は、固定鏡27を上部(+Z側)から支持するものであって、参照ミラー27A、計測ミラー27Bと同様に低熱膨張ガラスや前述のようなセラミックス等の低熱膨張材によりY軸方向に延びる長尺状に形成されている。取付部材5の計測ミラー27Bと対向する面(−Z側の面)には、図5の部分拡大図に示すように、Y軸方向に所定の間隔をあけて突部5aが複数設けられている。そして、計測ミラー27Bには、各突部5aと対向する位置に突部27cがそれぞれ設けられている。すなわち、取付部材5と計測ミラー27Bとは、突部5a、27c以外では離間し、突部5a、27cにおいて当接した状態で、且つ両端側のそれぞれ2ヶ所ずつに配置された締結部材7によってのみ締結固定されている。
取付部材6は、図4及び図5に示すように、例えばガラスウール等の断熱部材49を介してフレーム57に下方(−Z側)から固定され、断熱部材49と同様の構成の断熱部材48を介して取付部材5を側方(+X側)から支持するものであって、参照ミラー27A、計測ミラー27B、取付部材5と同様に低熱膨張ガラスやセラミックス等の低熱膨張材により、図5に示すように、取付部材5よりも長さが短いブロック状に形成されている。この取付部材5、6は、断熱部材48を介して締結部材13により4ヶ所(図5参照)で締結固定されている。
上記締結部材7による固定鏡27と取付部材5とが結合される位置、及び締結部材13による取付部材5、6が結合される位置は、固定鏡27及び取付部材6の固有振動数に基づき、固定鏡27及び取付部材6の固有振動数を互いに異ならせる位置に設定される。
また、本実施形態の露光装置100では、取付部材5を介して固定鏡27をZ軸方向に駆動する駆動装置71と、固定鏡27の駆動をガイドするガイド装置76(図4では図示せず、図5参照)とが設けられている。駆動装置71は、電動モータ等の回転駆動源を有し、先端が取付部材5に固定されたワイヤー72を巻き取り、巻き取り解除することにより、固定鏡27をZ軸方向に駆動する(昇降させる)。
ガイド装置76は、取付部材5に立設されZ軸方向に延びるスライダ77と、フレーム57に固定されスライダ77のZ軸方向の移動をY方向両側でガイドするガイド部材78とから構成されており、固定鏡27を吊り下げるワイヤー72を挟むY軸方向両側にそれぞれ配置されている。スライダ77とガイド部材78との間には、これらを互いに離間させる方向に付勢する付勢部材(例えばスプリングプランジャー)が介装されており、締結部材13による取付部材5、6の締結固定が解除された際には、取付部材5及び固定鏡27は取付部材6(及びフレーム57)に対して離間する方向(−X方向)に付勢される。
温度調整装置8は、固定鏡27の反射面27a、27bと逆側(−X側;背面側)に配置された温度調整板92、温度調整板92上に設置され温度調整された冷媒が供給される冷媒溜まり(ヒートシンク)93、固定鏡27の−X側の面に設けられ固定鏡27の温度を検出する温度センサ94から構成される。温度調整板92は、アルミ材等の熱交換性に優れた材料で形成され、固定鏡27と同等以上の面積を有し、固定鏡27との間に微小隙間をあけた状態で対向配置されている。
温度センサ94の検出結果は主制御装置20に出力され、主制御装置20は、温度センサ94の検出結果に基づいて、冷媒溜まり93に供給する冷媒温度をフィードバック制御する。温度調整板92及び冷媒溜まり93は、フレーム57とは独立して設けられたフレーム96に断熱部材95を介して着脱自在に取り付けられる。
温度センサ94の検出結果は主制御装置20に出力され、主制御装置20は、温度センサ94の検出結果に基づいて、冷媒溜まり93に供給する冷媒温度をフィードバック制御する。温度調整板92及び冷媒溜まり93は、フレーム57とは独立して設けられたフレーム96に断熱部材95を介して着脱自在に取り付けられる。
温度調整装置9は、固定子87の+Z側の面に設置され温度調整された冷媒が供給される冷媒溜まり97、固定鏡27の下方に位置する冷媒溜まり97に固定鏡27のY軸方向の長さに亘って設置された温度調整板98から構成される。温度調整板98は、固定子87と協働する可動子83の+Z側(固定鏡27側)を覆うように、固定子87から+X側に延出して設けられている。
図2に戻り、前記計測ステージMSTは、ウエハステージWSTと同様に、ベース盤12上に配置された計測ステージ本体52と、該計測本体52上に不図示のZ・チルト駆動機構を介して搭載された計測テーブルMTBとを備えている。Z・チルト駆動機構は、計測ステージ本体52上で計測テーブルMTBを3点で支持する3つのアクチュエータ(例えば、ボイスコイルモータやEIコア)等を含んで構成され、各アクチュエータの駆動を調整することで、計測テーブルMTBをZ軸方向、θx方向、θy方向の3自由度方向に微小駆動する。
計測ステージ本体52は、断面矩形枠状でX軸方向に延びる中空部材によって構成されている。この計測ステージ本体52の下面には、複数、例えば4つの気体静圧軸受(不図示)、例えばエアベアリングが設けられ、これらのエアベアリングを介して計測ステージMSTがガイド面12aの上方に数μm程度のクリアランスを介して非接触で浮上支持されている。
前記計測ステージ本体52の内部には、X軸方向の可動子としての永久磁石群を有する磁極ユニット54が設けられている。磁石ユニット54の内部空間には、X軸方向に延びるX軸用の固定子81が挿入されている。このX軸用の固定子81は、X軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットによって構成されている。この場合、磁極ユニット54と電機子ユニットからなるX軸用の固定子81とによって、計測ステージMSTをX軸方向に駆動するムービングマグネット型のX軸リニアモータが構成されている。
以下においては、適宜、上記X軸リニアモータを、その固定子(X軸用の固定子)81と同一の符号を用いてX軸リニアモータ81と称するものとする。
以下においては、適宜、上記X軸リニアモータを、その固定子(X軸用の固定子)81と同一の符号を用いてX軸リニアモータ81と称するものとする。
X軸用の固定子81の長手方向両側端部には、例えばY軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットからなる可動子84、85がそれぞれ固定されている。これらの可動子84、85のそれぞれは、上述したY軸用の固定子86、87にそれぞれ内側から挿入されている。すなわち、本実施形態では、電機子ユニットからなる可動子84、85と磁極ユニットからなるY軸用の固定子86、87とによって、ムービングコイル型のY軸リニアモータが構成されている。
以下においては、上記2つのY軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子84、85と同一の符号を用いて、適宜、Y軸リニアモータ84、85と称するものとする。
以下においては、上記2つのY軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子84、85と同一の符号を用いて、適宜、Y軸リニアモータ84、85と称するものとする。
そして、計測ステージMSTは、X軸リニアモータ81により、X軸方向に駆動されるとともに、一対のY軸リニアモータ84、85によってX軸リニアモータ81と一体でY軸方向に駆動される。また、計測ステージMSTは、Y軸リニアモータ84、85が発生するY軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、θz方向にも回転駆動される。従って、計測テーブルMTBを支持する3つのアクチュエータ、X軸リニアモータ81及びY軸リニアモータ84、85の駆動により、計測テーブルMTBは6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)に非接触で微小駆動可能とされている。
これまでの説明で明らかなように、本実施形態では、Y軸リニアモータ82〜85、X軸リニアモータ80、81、ウエハテーブルWTBを駆動する不図示の微動機構、計測テーブルMTBを駆動する不図示の駆動機構により、図10に示されるステージ駆動部124が構成されている。このステージ駆動部124を構成する各種駆動機構が図10に示される主制御装置20によって制御される。
計測テーブルMTBは、露光に関する各種計測を行うための計測器類をさらに備えている。これをさらに詳述すると、計測テーブルMTBの上面には、石英ガラス等のガラス材料からなるプレート101が設けられている。このプレート101の表面には、その全面に亘ってクロムが塗布され、所定位置に計測器用の領域や、特開平5−21314号公報(対応する米国特許5,243,195号)などに開示される複数の基準マークが形成された基準マーク領域FMが設けられている。
計測テーブルMTB(プレート101)のY軸方向の一端(−Y側端)には、Y軸方向に直交する(X軸方向に延在する)反射面117Yが鏡面加工により形成されている。また、計測テーブルMTBのX軸方向の一端(+X側端)には、X軸方向に直交する(Y軸方向に延在する)反射面117Xが鏡面加工により形成されている。さらに、計測テーブルMTBのコーナー部の一つ(図2中、−X側、−Y側)には、Y軸方向に沿う干渉計ビームをX軸方向に折り曲げる反射面117Sが形成されている。
反射面117Yには、図2に示されるように、干渉計システム118を構成するY軸干渉計16からの干渉計ビーム(測長ビーム)が投射され、干渉計16ではその反射光を受光することにより、反射面117Yの基準位置からの変位を検出する。
また、計測テーブルMTBが、計測時などに投影ユニットPUの直下に移動した場合には、反射面117XにX軸干渉計46からの干渉計ビームが投射され、干渉計46ではその反射光を受光することにより、反射面117Xの基準位置からの変位を計測する構成となっている。
さらに、反射面117Sには、干渉系システム118を構成するX軸干渉計21からの干渉計ビームが投射され、干渉計21ではその反射光を受光することにより、反射面117Xの基準位置からの変位を検出する。
これら干渉計16、21、46による位置計測については後述する。
また、計測テーブルMTBが、計測時などに投影ユニットPUの直下に移動した場合には、反射面117XにX軸干渉計46からの干渉計ビームが投射され、干渉計46ではその反射光を受光することにより、反射面117Xの基準位置からの変位を計測する構成となっている。
さらに、反射面117Sには、干渉系システム118を構成するX軸干渉計21からの干渉計ビームが投射され、干渉計21ではその反射光を受光することにより、反射面117Xの基準位置からの変位を検出する。
これら干渉計16、21、46による位置計測については後述する。
Y軸干渉計18は、投影光学系PLの投影中心(光軸AX、図1参照)及びアライメント系ALGの検出中心を結ぶY軸に平行な測長軸を有し、ウエハテーブルWTBのY軸方向の位置を検出している。X軸干渉計46は、計測テーブルMTBのX位置とウエハテーブルWTBのX位置とを選択して計測する干渉系であり、Y軸干渉計18の測長軸と投影光学系PLの投影中心で垂直に交差するX軸に平行な測長軸(Y軸方向の投影中心位置における測長軸)を有している。また、X軸干渉計46は、アライメント系ALGの検出中心を通るX軸に平行な測長軸(Y軸方向のアライメント中心位置における測長軸)を有している。
X軸干渉計46は、露光動作の際には、投影中心位置における測長軸でウエハテーブルWTBのX方向の位置を測定し、エンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)の際にはアライメント中心位置における測長軸でウエハテーブルWTBのX方向の位置を測定する。また、X軸干渉計46は、ベースライン計測等の計測内容に応じて2つの測長軸を適宜用いて計測テーブルMTBのX方向の位置を測定する。
X軸干渉計46は、ウエハテーブルWTBまたは計測テーブルMTBのX軸方向の位置を、Y軸方向の投影中心位置及びアライメント中心位置のそれぞれで計測可能となっている。
X軸干渉計46は、ウエハテーブルWTBまたは計測テーブルMTBのX軸方向の位置を、Y軸方向の投影中心位置及びアライメント中心位置のそれぞれで計測可能となっている。
Y軸干渉計16は、投影光学系PLの投影中心(光軸AX)で上述したX軸干渉計46の測長軸と垂直に交差するY軸方向に平行な測長軸を有している。
Y軸干渉計16は、2本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できる構成となっている。このY軸干渉計16の出力値(計測値)は、図10に示されるように、主制御装置20に供給され、主制御装置20ではY軸干渉計16からの出力値に基づいて、計測テーブルWTBのY軸方向の位置及びZヨーイング量をも計測可能となっている。また、主制御装置20では、X軸干渉計46からの出力値に基づいて、計測テーブルMTBのX位置を計測する構成となっている。
Y軸干渉計16は、2本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立に計測できる構成となっている。このY軸干渉計16の出力値(計測値)は、図10に示されるように、主制御装置20に供給され、主制御装置20ではY軸干渉計16からの出力値に基づいて、計測テーブルWTBのY軸方向の位置及びZヨーイング量をも計測可能となっている。また、主制御装置20では、X軸干渉計46からの出力値に基づいて、計測テーブルMTBのX位置を計測する構成となっている。
X軸干渉計21は、計測テーブルMTBの反射面117Sで折り曲げられたX軸方向に平行な測長軸を有している。
X軸干渉計21の出力値(計測値)は、主制御装置20に供給され、主制御装置20ではX軸干渉計21からの出力値に基づいて、計測テーブルMTBのX軸方向の位置を計測している。
X軸干渉計21の計測ビームは、反射面117S及びY軸方向に延在する固定鏡27の反射面21aで反射するため、計測テーブルMTBがY軸方向に移動した際にX軸干渉計46の計測範囲から外れた場合でも、計測テーブルMTBのX位置が途切れることなく検出される。
X軸干渉計47は、ウエハ交換位置(ローディング・ポジション)LPにおいてウエハテーブルWTBのX軸方向の位置を検出している。
X軸干渉計21の出力値(計測値)は、主制御装置20に供給され、主制御装置20ではX軸干渉計21からの出力値に基づいて、計測テーブルMTBのX軸方向の位置を計測している。
X軸干渉計21の計測ビームは、反射面117S及びY軸方向に延在する固定鏡27の反射面21aで反射するため、計測テーブルMTBがY軸方向に移動した際にX軸干渉計46の計測範囲から外れた場合でも、計測テーブルMTBのX位置が途切れることなく検出される。
X軸干渉計47は、ウエハ交換位置(ローディング・ポジション)LPにおいてウエハテーブルWTBのX軸方向の位置を検出している。
Y軸干渉計23は、3本の光軸を有する多軸干渉計であり、Y軸方向に平行な測長軸とX軸方向に平行な測長軸とを有している。このY軸干渉計23の出力値(計測値)は、主制御装置20に供給され、主制御装置20ではY軸干渉計23からの出力値に基づいて、可動子82(固定子80)のY位置のみならず、ピッチング量及びヨーイング量をも計測可能となっている。
同様に、Y軸干渉計24は、3本の光軸を有する多軸干渉計であり、Y軸方向に平行な測長軸とX軸方向に平行な測長軸とを有している。このY軸干渉計24の出力値(計測値)は、主制御装置20に供給され、主制御装置20ではY軸干渉計24からの出力値に基づいて、可動子84(固定子81)のY位置のみならず、ピッチング量及びヨーイング量をも計測可能となっている。
同様に、Y軸干渉計24は、3本の光軸を有する多軸干渉計であり、Y軸方向に平行な測長軸とX軸方向に平行な測長軸とを有している。このY軸干渉計24の出力値(計測値)は、主制御装置20に供給され、主制御装置20ではY軸干渉計24からの出力値に基づいて、可動子84(固定子81)のY位置のみならず、ピッチング量及びヨーイング量をも計測可能となっている。
Z軸干渉計22は、図2及び図3に示すように、X軸方向に所定間隔をあけてY軸方向と平行に3本の検出ビームB1〜B3を送光するとともに、当該検出ビームの反射光を受光する。
分光手段の一例として用いたハーフミラー30、31は、Y軸リニアモータの可動子84にX軸方向及びY軸方向にそれぞれ所定間隔をあけて搭載されている。ハーフミラー30は、Z干渉計22からそれぞれ送光された検出ビームB1、B2を、Z位置(移動面12aと直交する高さ位置)が同じとなるように、X軸方向と平行に折り曲げた反射ビームBR1、BR2と透過ビームBT1、BT2とに分岐光学系として分岐するものである。分岐された反射ビームBR1、BR2は、図3に示されているように、Y軸方向に間隔をあけた光路が設定される。ハーフミラー31は、Z干渉計22から送光された検出ビームB3を、X軸方向と平行に折り曲げた反射ビームBR3と透過ビームBT3とに分岐するものである。
分光手段の一例として用いたハーフミラー30、31は、Y軸リニアモータの可動子84にX軸方向及びY軸方向にそれぞれ所定間隔をあけて搭載されている。ハーフミラー30は、Z干渉計22からそれぞれ送光された検出ビームB1、B2を、Z位置(移動面12aと直交する高さ位置)が同じとなるように、X軸方向と平行に折り曲げた反射ビームBR1、BR2と透過ビームBT1、BT2とに分岐光学系として分岐するものである。分岐された反射ビームBR1、BR2は、図3に示されているように、Y軸方向に間隔をあけた光路が設定される。ハーフミラー31は、Z干渉計22から送光された検出ビームB3を、X軸方向と平行に折り曲げた反射ビームBR3と透過ビームBT3とに分岐するものである。
折り曲げミラー32、33は、Y軸リニアモータの可動子82にX軸方向及びY軸方向にそれぞれ所定間隔をあけて搭載されている。折り曲げミラー32は、Z軸干渉計22から送光されてハーフミラー31を透過した透過ビームBT3を、ウエハテーブルWTBへ向けて折り曲げる(以下、折り曲げミラー32で反射された後の透過ビームBT3を反射ビームBT3と称する)。折り曲げミラー33は、Z軸干渉計22から送光されてハーフミラー30を透過した透過ビームBT1、BT2を、ウエハテーブルWTBへ向けて折り曲げる。反射されたビームBT1、BT2(以下、折り曲げミラー33で反射された後の透過ビームBT1、BT2を反射ビームBT1、BT2と称する)は、ウエハテーブルWTBに向けてY軸方向に間隔をあけた光路がそれぞれ設定される。なお、折り曲げミラー32、33の代わりにペンタプリズムを用いてもよく、ビームの向きを変える部材であれば特に限定されるものではない。
反射ビームBT3の光路上には折り曲げミラー32と光学的に結合されたプリズム(第1光学系)34が配設され、反射ビームBT1、BT2の光路上にはそれぞれ折り曲げミラー33と光学的に結合されたプリズム(第1光学系)35、36がそれぞれ配置されている。これらプリズム34〜36は、図3に示すように、ウエハテーブルWTBの周囲に平面的に3角形を形成する位置に配置されている。
図2及び図6に示すように、プリズム36は、ウエハステージ本体28の+Y側側面の−X側、且つ+Z側端部近傍に配置されており、折り曲げミラー33と光学的に結合されることで入射した反射ビームBT2をX軸方向に平行な計測ビームBT21と、移動面12aと交差(例えば移動面12aに対して15°程度交差)してZ軸方向成分を含む計測ビームBT22とに分岐する。なお、図6においては、便宜上プリズム35の図示を省略している。
分岐された計測ビームBT21は、固定鏡27における参照ミラー27Aの反射面27aに向けて射出され、反射面27aで当該プリズム36に向けて反射される。また、分岐された計測ビームBT22は、計測ミラー27Bの反射面27bに向けて射出され、反射面27bで当該プリズム36に向けて反射される。反射面27bは、ウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)のX軸方向への移動に伴って計測ビームBT22及び後述する計測ビームBT12、BT32の光路が移動した際にも、計測ビームBT22(及び計測ビームBT12、BT32)をプリズム36(及び後述するプリズム35A、34A)へ向けて反射可能な大きさに設定されている。
反射面27aで反射した計測ビームBT21及び反射面27bで反射した計測ビームBT22は、プリズム36及び折り曲げミラー33を介してZ軸干渉計22で受光される。
反射面27aで反射した計測ビームBT21及び反射面27bで反射した計測ビームBT22は、プリズム36及び折り曲げミラー33を介してZ軸干渉計22で受光される。
プリズム36のZ位置、すなわちウエハテーブルWTBのZ位置が一定の場合には、Z軸干渉計22で検出される計測ビームBT21、BT22の光路長の差も一定であるが、プリズム36を伴ってウエハテーブルWTBのZ位置が変動すると、計測ビームBT22の光路長が変化することで計測ビームBT21、BT22の光路長の差も変動する。そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBT21、BT22の光路長の差に基づいて、ウエハテーブルWTBのZ変位を検出する。
具体的には、反射面27bに向けて射出される計測ビームBT22の跳ね上げ角(XY平面に対して交差する角度)をθ、ウエハテーブルWTBのZ位置が変動した際の計測ビームBT22の光路長の変化量をΔLとすると、ウエハテーブルWTB(プリズム36)のZ変位であるΔZは、以下の式で示される。
ΔZ=ΔL/sinθ …(1)
すなわち、主制御装置20においては、光路長の変化量ΔLを計測することで、ウエハテーブルWTBのZ変位ΔZを検出することができる。
なお、プリズム36において式(1)で検出されるZ変位は、プリズム36からXY平面と平行に射出された計測ビームBT21と、+Z側に跳ね上げられた計測ビームBT22とが交差する計測点VP36(図6参照)におけるZ変位となる。
ΔZ=ΔL/sinθ …(1)
すなわち、主制御装置20においては、光路長の変化量ΔLを計測することで、ウエハテーブルWTBのZ変位ΔZを検出することができる。
なお、プリズム36において式(1)で検出されるZ変位は、プリズム36からXY平面と平行に射出された計測ビームBT21と、+Z側に跳ね上げられた計測ビームBT22とが交差する計測点VP36(図6参照)におけるZ変位となる。
プリズム34、35は、図3に示すように、ウエハテーブルWTBの下方(−Z側)のウエハステージ本体28に配設されているため、プリズムのX軸方向の位置によっては、プリズムから反射面27bに向けて+Z側に跳ね上げられて射出された計測ビームがウエハテーブルWTBによって遮光される可能性がある。そのため、本実施の形態では、プリズム34、35についてはプリズム34、35に入射した反射ビームBT1、BT3を一旦−Z側へ折り曲げ、別の光学部材により反射面27bに向けて+Z側に跳ね上げている。
具体的には、図2及び図7に示すように、プリズム35は、ウエハステージ本体28に配置されており、折り曲げミラー33と光学的に結合されることにより入射した反射ビームBT1をX軸方向に平行な計測ビームBT11と、Z軸と平行で−Z側へ向く計測ビームBT12とに分岐する。なお、図7においては、便宜上プリズム36の図示を省略している。プリズム35の下方(−Z側)には、プリズム35から射出された計測ビームBT12を移動面12aと交差(例えば移動面12aに対して15°程度交差)し、且つ計測ミラー27Bの反射面27bと直交する角度で反射面27bに向く方向に跳ね上げるように折り曲げるプリズム35Aが配設されている。プリズム35AのZ位置は、折り曲げた計測ビームBT12がウエハテーブルWTBにより遮光されない高さに設定されている。
反射面27aで反射した計測ビームBT11及び反射面27bで反射した計測ビームBT12は、プリズム35及び折り曲げミラー33を介してZ軸干渉計22で受光される。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBT11、BT12の光路長の差に基づいて、上述した式(1)を用いてウエハテーブルWTBのZ変位を検出することができる。
このとき、プリズム35においてもプリズム36と同様に、上記の式(1)で検出されるZ変位は、プリズム35からXY平面と平行に射出された計測ビームBT11と、+Z側に跳ね上げられた計測ビームBT12とが交差する計測点VP35(図7参照)におけるZ変位となる。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBT11、BT12の光路長の差に基づいて、上述した式(1)を用いてウエハテーブルWTBのZ変位を検出することができる。
このとき、プリズム35においてもプリズム36と同様に、上記の式(1)で検出されるZ変位は、プリズム35からXY平面と平行に射出された計測ビームBT11と、+Z側に跳ね上げられた計測ビームBT12とが交差する計測点VP35(図7参照)におけるZ変位となる。
なお、プリズム35及びプリズム35Aは、プリズム35を介して射出される計測ビームBT11、BT12の光路とプリズム36を介して射出される計測ビームBT21、BT22の光路とが重ならないように、図1に示すように、スペーサ42及びスペーサ42Aを介してウエハステージ本体28に固定されており、図3に示すように、計測ビームBT11、BT12と計測ビームBT21、BT22とがY軸方向に離間して、互いに干渉しない構成となっている。
同様に、プリズム34は、ウエハステージ本体28の−Y側側面のX軸方向略中央、且つ+Z側端部近傍に配置されており、折り曲げミラー32と光学的に結合されることにより入射した反射ビームBT3をX軸方向に平行な計測ビームBT31と、Z軸と平行で−Z側へ向く計測ビームBT32とに分岐する。プリズム34の下方(−Z側)には、プリズム34から射出された計測ビームBT32を移動面12aと交差(例えば移動面12aに対して15°程度交差)し、且つ反射面27bと直交する角度で反射面27bに向く方向に跳ね上げるように折り曲げるプリズム34Aが配設されている。プリズム34AのZ位置は、折り曲げた計測ビームBT32がウエハテーブルWTBにより遮光されない高さに設定されている。
反射面27aで反射した計測ビームBT31及び反射面27bで反射した計測ビームBT32は、プリズム34及び折り曲げミラー32を介してZ軸干渉計22で受光される。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBT31、32の光路長の差に基づいて、上述した式(1)を用いてウエハテーブルWTBのZ変位を検出することができる。
そして、プリズム34においてもプリズム35、36と同様に、上記の式(1)で検出されるZ変位は、プリズム34からXY平面と平行に射出された計測ビームBT31と、+Z側に跳ね上げられた計測ビームBT32とが交差する計測点VP34(図7参照)におけるZ変位となる。
なお、前述のプリズム34A、35Aに代えてミラーを用いてもよく、計測ビームBT32、BT12の向きを所望の方向に変えることができるのであれば、特にプリズムに限定されるものではなく、各種の光学素子を用いることができる。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBT31、32の光路長の差に基づいて、上述した式(1)を用いてウエハテーブルWTBのZ変位を検出することができる。
そして、プリズム34においてもプリズム35、36と同様に、上記の式(1)で検出されるZ変位は、プリズム34からXY平面と平行に射出された計測ビームBT31と、+Z側に跳ね上げられた計測ビームBT32とが交差する計測点VP34(図7参照)におけるZ変位となる。
なお、前述のプリズム34A、35Aに代えてミラーを用いてもよく、計測ビームBT32、BT12の向きを所望の方向に変えることができるのであれば、特にプリズムに限定されるものではなく、各種の光学素子を用いることができる。
図3に戻り、ハーフミラー30で反射した反射ビームBR1、BR2の光路上にはプリズム39、38がそれぞれ配設され、反射ビームBR3の光路上にはプリズム37が配置されている。これらプリズム37〜39は、図3に示すように、計測テーブルMTBの周囲に平面的に3角形を形成する位置に配置されている。
なお、計測ステージMSTにおけるプリズム37〜39を用いた位置計測は、上述したウエハステージWSTにおけるプリズム34〜36を用いた位置計測と同様であるため、ここでは、図8及び図9を参照して簡単に説明する。
図8に示すように、プリズム38は、計測ステージ本体52の−Y側側面の−X側、且つ+Z側端部近傍に配置されており、ハーフミラー30と光学的に結合されることで入射した反射ビームBR2をX軸方向に平行な計測ビームBR21と、固定鏡27の反射面27bと直交する計測ビームBR22とに分岐する。反射面27aで反射した計測ビームBR21及び反射面27bで反射した計測ビームBR22は、プリズム38及びハーフミラー30を介してZ軸干渉計22で受光される。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBR21、BR22の光路長の差に基づいて、計測ビームBR21と、計測ビームBR22とが交差する計測点VP38におけるZ変位を検出することができる。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBR21、BR22の光路長の差に基づいて、計測ビームBR21と、計測ビームBR22とが交差する計測点VP38におけるZ変位を検出することができる。
図9に示すように、プリズム39は、計測ステージ本体52の−Y側側面の+X側、且つ+Z側端部近傍に配置されており、ハーフミラー30と光学的に結合されることにより入射した反射ビームBR1をX軸方向に平行な計測ビームBR11と、Z軸と平行で−Z側へ向く計測ビームBR12とに分岐する。プリズム39の下方(−Z側)には、プリズム39から射出された計測ビームBR12を反射面27bと直交する角度で反射面27bに向く方向に跳ね上げるように折り曲げるプリズム39Aが配設されている。
反射面27aで反射した計測ビームBR11及び反射面27bで反射した計測ビームBR12は、プリズム39及びハーフミラー30を介してZ軸干渉計22で受光される。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBR11、BR12の光路長の差に基づいて、計測ビームBR11と、計測ビームBR12とが交差する計測点VP39におけるZ変位を検出することができる。
なお、プリズム39及びプリズム39Aは、プリズム39を介して射出される計測ビームBR11、BR12の光路と上記プリズム38を介して射出される計測ビームBR21、BR22の光路とが重ならないように、図1に示すように、スペーサ142及びスペーサ142Aを介して計測テージ本体52に固定されている。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBR11、BR12の光路長の差に基づいて、計測ビームBR11と、計測ビームBR12とが交差する計測点VP39におけるZ変位を検出することができる。
なお、プリズム39及びプリズム39Aは、プリズム39を介して射出される計測ビームBR11、BR12の光路と上記プリズム38を介して射出される計測ビームBR21、BR22の光路とが重ならないように、図1に示すように、スペーサ142及びスペーサ142Aを介して計測テージ本体52に固定されている。
同様に、プリズム37は、計測ステージ本体52の+Y側側面のX軸方向略中央、且つ+Z側端部近傍に配置されており(図2参照)、ハーフミラー31と光学的に結合されることにより入射した反射ビームBR3をX軸方向に平行な計測ビームBR31と、Z軸と平行で−Z側へ向く計測ビームBR32とに分岐する。プリズム37の下方(−Z側)には、プリズム37から射出された計測ビームBR32を反射面27bと直交する角度で反射面27bに向く方向に跳ね上げるように折り曲げるプリズム37Aが配設されている。プリズム37AのZ位置は、折り曲げた計測ビームBR32が計測テーブルMTBにより遮光されない高さに設定されている。
反射面27aで反射した計測ビームBR31及び反射面27bで反射した計測ビームBR32は、プリズム37及びハーフミラー31を介してZ軸干渉計22で受光される。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBR31、BR32の光路長の差に基づいて、計測ビームBR31と、計測ビームBR32とが交差する計測点VP37におけるZ変位を検出することができる。なお、前述のプリズム39A、37Aに代えてミラーを用いてもよく、計測ビームBT32、BT12の向きを所望の方向に変えることができるのであれば、特にプリズムに限定されるものではなく各種の光学素子を用いることができる。
また、本実施形態においては、Z変位が測定される計測点VP34、VP35、VP36のXY平面での位置が、ウエハテーブルWTBから離れた位置に形成されている(図6及び図7参照)が、本発明はこれに限定されるものではない。Z軸干渉計22の各計測ビームの光路に配置される各光学系の配置や形状等を買えることで、計測点VP34、VP35、VP36のXY平面での位置が、ウエハテーブルWTBまたはその一部を囲むように構成してもよい。
そして、主制御装置20においては、Z軸干渉計22で受光した計測ビームBR31、BR32の光路長の差に基づいて、計測ビームBR31と、計測ビームBR32とが交差する計測点VP37におけるZ変位を検出することができる。なお、前述のプリズム39A、37Aに代えてミラーを用いてもよく、計測ビームBT32、BT12の向きを所望の方向に変えることができるのであれば、特にプリズムに限定されるものではなく各種の光学素子を用いることができる。
また、本実施形態においては、Z変位が測定される計測点VP34、VP35、VP36のXY平面での位置が、ウエハテーブルWTBから離れた位置に形成されている(図6及び図7参照)が、本発明はこれに限定されるものではない。Z軸干渉計22の各計測ビームの光路に配置される各光学系の配置や形状等を買えることで、計測点VP34、VP35、VP36のXY平面での位置が、ウエハテーブルWTBまたはその一部を囲むように構成してもよい。
図1に戻り、前記照明系10は、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクルR上のスリット状の照明領域をエネルギビームとしての照明光(露光光)ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとしては、一例としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。
前記レチクルステージRST上には、回路パターン等がそのパターン面(図1における下面)に形成されたレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、例えばリニアモータを含むレチクルステージ駆動部11(図1では図示せず、図10参照)によって、照明系10の光軸(後述する投影光学系PLの光軸AXに一致)に垂直なXY平面内で微小駆動可能であるとともに、所定の走査方向(ここでは図1における紙面内、左右方向であるY軸方向とする)に指定された走査速度で駆動可能となっている。
レチクルステージRSTのステージ移動面内の位置(Z軸周りの回転を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、レチクル干渉計と称する)116によって、移動鏡15(実際にはY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡とX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられている)を介して、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出される。このレチクル干渉計116の計測値は、主制御装置20(図1では不図示、図10参照)に送られ、主制御装置20では、このレチクル干渉計116の計測値に基づいてレチクルステージRSTのX軸方向、Y軸方向及びθZ方向(Z軸周りの回転方向)の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動部11を制御することで、レチクルステージRSTの位置(及び速度)を制御する。
レチクルRの上方には、投影光学系PLを介してレチクルR上の一対のレチクルアライメントマークとこれらに対応する計測ステージMST上の一対の基準マークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系からなる一対のレチクルアライメント検出系RAa、RAbがX軸方向に所定距離隔てて設けられている。これらのレチクルアライメント検出系RAa、RAbとしては、例えば特開平7−176468号公報(対応する米国特許第5,646,413号)などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。
前記投影ユニットPUは、鏡筒40と、該鏡筒40内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子からなる投影光学系PLとを含んで構成されている。鏡筒40は、インバーや、ねずみ鋳鉄(FC)、ダクタイル鋳鉄(FCD)等の鋳鉄、ステンレス等で形成された支持部材57で支持されている。
投影光学系PLとしては、例えばZ軸方向の共通の光軸AXを有する複数のレンズ(レンズエレメント)からなる屈折光学系が用いられている。
投影光学系PLとしては、例えばZ軸方向の共通の光軸AXを有する複数のレンズ(レンズエレメント)からなる屈折光学系が用いられている。
また、本実施形態の露光装置100では、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)の光学素子としてのレンズ(以下、先玉ともいう)91の近傍には、液浸装置132を構成する液体供給ノズル51Aと、液体回収ノズル51Bとが設けられている。前記液体供給ノズル51Aには、その一端が液体供給装置288(図1では不図示、図10参照)に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、前記液体回収ノズル51Bには、ぞの一端が液体回収装置292(図1では不図示、図10参照)に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。
上記の液体としては、ここではArFエキシマレーザ光(波長193nmの光)が透過する超純水(以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する)を用いるものとする。超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、ウエハ上のフォトレジストや光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。
水の屈折率nは、ほぼ1.44である。この水の中では、照明光ILの波長は、193nm×1/n=約134nmに短波長化される。
水の屈折率nは、ほぼ1.44である。この水の中では、照明光ILの波長は、193nm×1/n=約134nmに短波長化される。
液体供給装置288は、主制御装置20からの指示に応じ、供給管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体供給ノズル51Aを介して先玉91とウエハWとの間に水を供給する。また、このとき、液体回収装置292は、主制御装置20からの指示に応じ、回収管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体回収ノズル51Bを介して先玉91とウエハWとの間から液体回収装置292(液体のタンク)の内部に水を回収する。このとき、主制御装置20は、先玉91とウエハWとの間に液体供給ノズル51Aから供給される水の量と、液体回収ノズル51Bを介して回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置288及び液体回収装置292に対して指令を与える。従って、先玉91とウエハWとの間に、一定量の水Lq(図1参照)が保持される。この場合、先玉91とウエハWとの間に保持された水Lqは、常に入れ替わることになる。
なお、投影ユニットPU下方に計測ステージMSTが位置する場合にも、上記と同様に計測テーブルMTBと先玉91との間に水を満たすことが可能である。
なお、投影ユニットPU下方に計測ステージMSTが位置する場合にも、上記と同様に計測テーブルMTBと先玉91との間に水を満たすことが可能である。
また、本実施の形態の露光装置100では、投影ユニットPUを保持する保持部材には、オフアクシス・アライメント系(以下、アライメント系と称する)ALGが設けられている。このアライメント系ALGとしては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標(アライメント系ALG内に設けられた指標板上の指標パターン)の像とを撮像素子(CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられている。アライメント系ALGからの撮像信号は、図10に示す主制御装置20に供給される。
本実施の形態の露光装置100では、図1では図示が省略されているが、照射系90a、受光系90b(図10参照)からなる、例えば特開平6−283403号公報(対応米国特許第5,448,332号)等に開示されるものと同様の斜入射方式の多点焦点位置検出系が設けられている。
図10には、露光装置100の制御系の主要な構成が示されている。
この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ(またはワークステーション)からなる主制御装置20を中心として構成されている。また、主制御装置20には、メモリMEM、CRTディスプレイ(または液晶ディスプレイ)等のディスプレイDISが接続されている。
この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ(またはワークステーション)からなる主制御装置20を中心として構成されている。また、主制御装置20には、メモリMEM、CRTディスプレイ(または液晶ディスプレイ)等のディスプレイDISが接続されている。
上記の固定鏡27は、参照ミラー27A、計測ミラー27Bとして温調孔部27Dが形成された後に、研磨等の加工方法により、それぞれ個別に反射面27a、27bが高精度に形成される。そして、単体で精度よく形成された参照ミラー27A及び計測ミラー27Bは、反射面27a、27bの相対位置関係が所定値となるように位置決めされた状態で締結部材27Cにより結合され、取付部材5、6を介してフレーム57に支持される。
次に、上記のように構成された露光装置100の中、干渉計システム118の動作について図2、3を参照しながら説明する。
本実施の形態では、Y軸干渉計18からの干渉計ビームはウエハステージWSTの移動範囲の全域で常に反射面17Yに投射され、Y軸干渉計16からの干渉計ビームは計測ステージMSTの移動範囲の全域で常に反射面117Yに投射されるようになっている。従って、Y軸方向については、常にステージWST、MSTの位置は、主制御装置20によってY軸干渉計16、18の計測値に基づいて管理される。
本実施の形態では、Y軸干渉計18からの干渉計ビームはウエハステージWSTの移動範囲の全域で常に反射面17Yに投射され、Y軸干渉計16からの干渉計ビームは計測ステージMSTの移動範囲の全域で常に反射面117Yに投射されるようになっている。従って、Y軸方向については、常にステージWST、MSTの位置は、主制御装置20によってY軸干渉計16、18の計測値に基づいて管理される。
その一方で、主制御装置20は、X軸干渉計46からの干渉計ビームが、反射面17Xに照射される範囲でのみ、X軸干渉計46の出力値に基づいてウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)のX位置を管理するとともに、X軸干渉計46からの干渉計ビームが反射面117Xに照射される範囲でのみ、X軸干渉計46の出力値に基づいて計測テーブルMTB(計測ステージMST)のX位置を管理する。従って、X軸干渉計46の出力値に基づいてX位置を管理できない間、例えばウエハ交換位置(ローディング・ポジション)LP近傍でのウエハテーブルWTBのX位置はX軸干渉計47の出力値に基づいて管理される。一方、X軸干渉計46の出力値に基づいてX位置を管理できない間の計測テーブルMTBのX位置は、X軸干渉計21の出力値に基づいて管理される。
続いて、Z軸干渉計22によるZ位置計測について説明する。
なお、計測ステージMSTに対するZ位置計測は、ウエハステージWSTに対するZ位置計測と同様であるため、ここではウエハステージWSTについてのみ説明する。
なお、計測ステージMSTに対するZ位置計測は、ウエハステージWSTに対するZ位置計測と同様であるため、ここではウエハステージWSTについてのみ説明する。
ウエハステージWSTが移動面12aに沿って固定子80に対してX軸方向に駆動した際には、折り曲げミラー32、33と、ウエハステージWSTとの相対位置は変動するが、折り曲げミラー32、33とプリズム34〜36とのY軸方向及びZ軸方向の相対位置はほぼ維持されるため、折り曲げミラー32、33とプリズム34〜36との光学的結合が維持され、Z軸干渉計22から射出された検出ビームB1〜B3(反射ビームBT1〜BT3)は、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)の移動に追従してプリズム34〜36に入射する。そして、プリズム34〜36に入射した反射ビームBT1〜BT3は、計測ビームBT11、BT21、BT31と計測ビームBT12、BT22、BT32とに分岐され、ウエハステージWSTがX軸方向に移動した際にも、それぞれ固定鏡27の反射面27a、27bで反射した後に、Z軸干渉計22により受光される。
また、ウエハステージWSTがY軸リニアモータ82、83の駆動により、移動面12aに沿って固定子86、87に対してY軸方向に駆動した際には、ウエハステージWSTの移動に伴って可動子82に設けられた折り曲げミラー32、33も追従移動するため、検出ビームB1〜B3(反射ビームBT1〜BT3)は、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)の移動に追従してプリズム34〜36に入射する。そして、プリズム34〜36に入射した反射ビームBT1〜BT3は、計測ビームBT11、BT21、BT31と計測ビームBT12、BT22、BT32とに分岐され、ウエハステージWSTがY軸方向に移動した際にも、固定鏡27の反射面27a、27bがY軸方向に延在して設けられているため、Z軸計測が中断することなく、それぞれ反射面27a、27bで反射した後に、Z軸干渉計22により受光される。
主制御装置20は、各プリズム34〜36を介して受光した計測ビームに基づいて、プリズム34〜36の位置毎にウエハテーブルWTB(ウエハW)のZ位置(Z変位)を上述した式(1)を用いて検出するとともに、得られた3ヶ所のZ変位からピッチング量、ローリング量等のウエハテーブルWTBの傾斜量を検出する。
そして、主制御装置20は、得られたウエハテーブルWTBのZ位置、ローリング量及びピッチング量に基づいて、ウエハテーブルWTBを支持する3つのアクチュエータを駆動して、ウエハWの表面を投影光学系PLの焦点位置に位置させるとともに、照明光ILの光軸AXと直交させるようにレベリング調整する。
これにより、ウエハWは所定のZ位置及び姿勢に位置決めされることになる。
そして、主制御装置20は、得られたウエハテーブルWTBのZ位置、ローリング量及びピッチング量に基づいて、ウエハテーブルWTBを支持する3つのアクチュエータを駆動して、ウエハWの表面を投影光学系PLの焦点位置に位置させるとともに、照明光ILの光軸AXと直交させるようにレベリング調整する。
これにより、ウエハWは所定のZ位置及び姿勢に位置決めされることになる。
ウエハステージWSTを介してウエハWが位置決めされると、主制御装置20によって、液浸装置132の液体供給装置288及び液体回収装置292の各バルブの開閉制御が行われ、投影光学系PLの先玉91の直下には常時水が満たされる。そして、主制御装置20により、事前に行われた例えばエンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)などのウエハアライメントの結果及び最新のアライメント系ALGのベースライン計測結果等に基づいて、ウエハW上の各ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)へウエハステージWSTが移動されるショット間移動動作と、各ショット領域に対するレチクルRに形成されたパターンを走査露光方式で転写する走査露光動作とを繰り返すことにより露光処理が行われる。
上記露光処理中、ステージ装置50におけるウエハステージWSTの移動範囲(ベース盤12の上方)については、その範囲に温度調整された気体を供給することで温度の管理を厳密に行っている。これに対して、固定鏡27の背面側(−X側)の空間は、反射面27a、27bが臨む空間程には温度管理されていない。そのため、移動鏡27の反射面27a、27b側と背面側との間で温度分布が生じ、それによって固定鏡27が変形する可能性がある。そこで、主制御装置20は、温度センサ94で検出された固定鏡27の背面側の温度に基づいて、冷媒溜まり93に供給する冷媒の温度をフィードバック制御することで、固定鏡27の背面側で生じた熱を温度調整板92を介して吸収し、固定鏡27に生じる温度分布を抑制する。
一方、ウエハステージWSTまたは計測ステージMSTのY軸方向への移動時、可動子82〜83、84〜85が駆動することにより発熱し、空気中の熱伝導と輻射により固定鏡27に伝熱する虞があるが、温度調整板98で熱が遮蔽されるため、固定鏡27の温度上昇が阻止される。また、可動子82〜83、84〜85の発熱は、冷媒溜まり97を介して温度調整された温度調整板98により吸収され、また発熱で暖められた空気が温度調整板98で遮られて反射面27a、27b近傍まで上昇することが抑制されるため、空気揺らぎにより干渉計システム118の計測精度が低下することも阻止される。
なお、反射面27a、27bにおいても背面側と同様に、計測ビームが照射されない位置に温度センサを設け、この温度センサの計測結果に基づいて冷媒溜まり97に供給する冷媒の温度をフィードバック制御してもよい。
なお、反射面27a、27bにおいても背面側と同様に、計測ビームが照射されない位置に温度センサを設け、この温度センサの計測結果に基づいて冷媒溜まり97に供給する冷媒の温度をフィードバック制御してもよい。
また、例えば、温度変化により、図11に矢印で示すように、フレーム57が膨張した場合、フレーム57と一体的に固定された取付部材5、6との線膨張係数の差(熱膨張差)に起因して取付部材5、6には、図11中、二点鎖線で示すような変形(曲がり)が生じる。この変形は、取付部材5、6が締結固定される中央部近傍で大きく、中央部から離間した取付部材5の両端側では小さくなるため、この両端側において締結部材7により取付部材5に締結固定された固定鏡27には変形が伝わりづらい。すなわち、固定鏡27は取付部材5を介して取付部材6に支持されているが、固定鏡27と取付部材6との熱膨張差は、固定鏡27よりも剛性の低い取付部材5に吸収されるため、固定鏡27に及ぶ変形が抑制される。また、フレーム57が振動した場合、固定鏡27とフレーム57との固有振動数が異なるため、固定鏡27は共振することなく振動の伝達が抑えられる。
一方、露光処理が終了して、ウエハステージWST等、ステージ装置50に対するメンテナンス作業を実施する際には、作業用のスペースを確保するために固定鏡27及び温度調整板92等を退避させる。
具体的には、まず、温度調整板92を外して移動・退避させる。
具体的には、まず、温度調整板92を外して移動・退避させる。
次に、締結部材13による締結を解除して、取付部材6に対する取付部材5の固定状態を解除する。このとき、ガイド装置76に設けられた付勢部材に付勢されて、取付部材5は取付部材6から離間する。この後、駆動装置71を駆動してワイヤー72を巻き取ることにより、取付部材5とともに固定鏡27を+Z側に上昇させる。固定鏡27の上昇時には、スライダ77がガイド部材78にガイドされることにより、移動が円滑に行われる。また、付勢部材の付勢力により取付部材5(固定鏡27)が取付部材6から離間しているため、固定鏡27は取付部材6に接触することなく支障なく移動することになる。そして、メンテナンス作業が終了して、固定鏡27及び温度調整板92等を元の位置に再配置する際には、上記と逆の作業を実施する。
以上説明したように、本実施の形態では、固定鏡27が参照ミラー27Aと計測ミラー27Bとが結合して形成されているので、単一の反射面27a、27bをそれぞれ個別に形成して仕上げることができ、高精度の反射面を容易に得ることが可能になる。従って、本実施形態では、高精度に形成された反射面27a、27bを用いて、ウエハステージWST、計測ステージMSTの位置等、高精度の位置計測及び速度計測が可能になる。特に、本実施の形態では、Z方向成分を含む計測ビームを固定鏡27(反射面27b)に照射することにより、装置の大型化を招くことなく容易にZ方向の位置を計測することができる。
また、本実施の形態では、固定鏡27を固定鏡27よりも剛性の低い取付部材5を介して取付部材6に支持させているので、フレーム57と取付部材5、6との熱膨張差に起因する変形が固定鏡27に及ぶことを抑制でき、干渉計システム118による計測精度の低下を防ぐことが可能になる。さらに、本実施形態では、フレーム57と固定鏡27との間に断熱部材48、49を介装しているため、フレーム57を介して伝わる熱の影響を排除することが可能になる。加えて、本実施形態では、固定鏡27及びフレーム57の固有振動数が互いに異なるように、固定鏡27と取付部材5との結合位置、及び取付部材5、6の結合位置を設定しているので、フレーム57から固定鏡27に伝わる振動を抑制でき、この点においても干渉計システム118による計測精度の低下を防ぐことができる。
さらに、本実施形態では、固定鏡27等をZ方向に駆動する駆動装置71を設けているため、重量の大きい固定鏡27を用いる場合であっても、容易にスペースを形成することができ、メンテナンス等の作業効率を向上させることができる。加えて、本実施形態では、ガイド装置76により固定鏡27等の昇降をガイドするため、固定鏡27を垂下するワイヤー72の位置が固定鏡27の重心位置から外れる等の事態が生じた場合でも、バランスよく円滑に固定鏡27を昇降させることができる。また、取付部材5、6の締結を解除した際に付勢部材によりこれらが離間する方向に付勢するため、昇降時に固定鏡27が取付部材6に接触する等の事態も回避することが可能になる。
また、本実施形態では、温度調整装置8により固定鏡27の温度を均一化しているため、温度分布に起因して固定鏡27に生じる変形を抑えることができ、計測精度の低下防止に寄与できる。さらに、本実施形態では、温度調整装置9によりY軸リニアモータ83、85の駆動で生じた熱に起因して、固定鏡27に変形が生じたり、固定鏡27の周囲に空気揺らぎが生じることを抑制でき、この点においても干渉計システム118の計測精度が低下することを阻止できる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態では、固定鏡27を昇降させるため、取付部材5、6を介してフレーム57に固定する構成としたが、これに限定されるものではなく、メンテナンス用のスペースを別の位置に確保できる場合等には、固定鏡27をフレーム57の直下に直接固定する構成としてもよい。
具体的には、図12に示すように、固定鏡27をヒンジ79を介してフレーム57に吊設する構成としてもよい。この場合、ヒンジ79としては、固定鏡27とフレーム57とを、Z軸方向及びX軸方向に関しては剛性をもって連結するとともに、Y軸方向に関しては中立軸79aをもって、より低い剛性で連結するフレクシャ構造体とすることが好適である。この構成では、フレーム57と固定鏡27との熱膨張差をヒンジ79が変形することにより吸収でき、固定鏡27が変形して計測精度が低下することを抑制できる。
具体的には、図12に示すように、固定鏡27をヒンジ79を介してフレーム57に吊設する構成としてもよい。この場合、ヒンジ79としては、固定鏡27とフレーム57とを、Z軸方向及びX軸方向に関しては剛性をもって連結するとともに、Y軸方向に関しては中立軸79aをもって、より低い剛性で連結するフレクシャ構造体とすることが好適である。この構成では、フレーム57と固定鏡27との熱膨張差をヒンジ79が変形することにより吸収でき、固定鏡27が変形して計測精度が低下することを抑制できる。
また、上記実施形態で示した固定鏡27の温調孔部27Dを、温度調整されたエアを流通させる流路として用いたり、固定鏡27の反射面27a、27bと背面側とに温度調整されたエアをダウンフローさせたりすることにより、より厳密な温度管理を行う構成とすることも可能である。
また、上記実施形態では、ステージ装置50がウエハステージWST及び計測ステージMSTの両方を備える構成であったが、ウエハステージWSTのみが設けられる構成であっても適用可能である。さらに、上記実施形態では、ウエハW側のステージ装置50に本発明を適用する構成としたが、レチクルR側のレチクルステージRSTにも適用可能である。
また、本発明は、ウエハステージが複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及び6,590,634号)、特表2000−505958号(対応米国特許5,969,441号)あるいは米国特許6,208,407号に開示されている。さらに、本発明を本願出願人が先に出願した特願2004−168481号のウエハステージに適用してもよい。
なお、上記各実施形態で移動ステージに保持される基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。
露光装置100としては、液浸法を用いない走査型露光装置やレチクルRとウエハWとを静止した状態でレチクルRのパターンを一括露光し、ウエハWを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。また、本発明はウエハW上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
露光装置100の種類としては、ウエハWに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
ウエハステージWSTやレチクルステージRSTにリニアモータ(USP5,623,853またはUSP5,528,118参照)を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージWST、RSTは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
各ステージWST、RSTの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージWST、RSTを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージWST、RSTに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージWST、RSTの移動面側に設ければよい。
ウエハステージWSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−166475号公報(USP5,528,118)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
レチクルステージRSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−330224号公報(US S/N 08/416,558)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
レチクルステージRSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−330224号公報(US S/N 08/416,558)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
以上のように、本願実施形態の露光装置100は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図13に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置100によりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。
W…ウエハ(基板)、 5、6…取付部材、 8…温度調整装置、 12a…移動面、 27…固定鏡、 27A…参照ミラー、 27B…計測ミラー、 27D…温調孔部、 27a、27b…反射面、 50…ステージ装置、 71…駆動装置、 76…ガイド装置、 100…露光装置
Claims (14)
- 反射部材で反射したビームにより位置計測を行う位置計測装置の反射部材構造であって、
前記反射部材は、第1ビームが反射する第1反射面を備える第1反射部材と、第2ビームが反射し前記第1反射面に対して交差する角度を有する第2反射面を備える第2反射部材とが結合して形成されることを特徴とする位置計測装置の反射部材構造。 - 移動面を移動する移動ステージと、該移動ステージの位置をビームにより計測する位置計測装置とを備えたステージ装置であって、
前記位置計測装置として、請求項1記載の反射部材構造を有する位置計測装置が用いられることを特徴とするステージ装置。 - 請求項2記載のステージ装置において、
前記第1ビームは、前記移動面に沿って照射され、
前記第2ビームは、前記移動面と交差する方向に沿って照射されることを特徴とするステージ装置。 - 請求項2または3記載のステージ装置において、
前記反射部材を支持する支持部を有し、
前記反射部材は、前記支持部との熱膨張差を吸収する吸収部材を介して前記支持部に支持されることを特徴とするステージ装置。 - 請求項4記載のステージ装置において、
前記吸収部材は、前記反射部材よりも剛性が低いことを特徴とするステージ装置。 - 請求項4または5記載のステージ装置において、
前記反射部材と前記吸収部材とが結合される位置、及び前記吸収部材と前記支持部とが結合される位置は、前記反射部材及び前記支持部の固有振動数に基づき設定されることを特徴とするステージ装置。 - 請求項2から6のいずれかに記載のステージ装置において、
前記反射部材を駆動する駆動装置を有することを特徴とするステージ装置。 - 請求項7記載のステージ装置において、
前記駆動装置は、前記反射部材を前記移動面と略直交する方向に駆動することを特徴とするステージ装置。 - 請求項7または8記載のステージ装置において、
前記反射部材の駆動をガイドするガイド装置を有することを特徴とするステージ装置。 - 請求項2から9のいずれかに記載のステージ装置において、
前記反射部材の近傍には、前記第1、第2反射面が配置される側と逆側に位置して温度調整装置が設けられることを特徴とするステージ装置。 - 請求項10記載のステージ装置において、
前記反射部材の温度を検出する検出装置と、該検出装置の結果に基づいて前記温度調整装置を制御する温度制御装置とを有することを特徴とするステージ装置。 - 請求項2から11のいずれかに記載のステージ装置において、
前記反射部材の下方に配置され、前記移動ステージを駆動するステージ駆動装置には、第2温度調整装置が設けられることを特徴とするステージ装置。 - 請求項2から12のいずれかに記載のステージ装置において、
前記反射部材は、温度調整用媒体が流通する流路を有することを特徴とするステージ装置。 - 請求項2から13のいずれかに記載のステージ装置を備えることを特徴とする露光装置。
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