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TWI480709B - 物體交換方法、曝光方法、搬送系統及曝光裝置、以及元件製造方法 - Google Patents

物體交換方法、曝光方法、搬送系統及曝光裝置、以及元件製造方法 Download PDF

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TWI480709B
TWI480709B TW099116083A TW99116083A TWI480709B TW I480709 B TWI480709 B TW I480709B TW 099116083 A TW099116083 A TW 099116083A TW 99116083 A TW99116083 A TW 99116083A TW I480709 B TWI480709 B TW I480709B
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柴崎祐一
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尼康股份有限公司
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Description

物體交換方法、曝光方法、搬送系統及曝光裝置、以及元件製造方法
本發明係關於物體交換方法、曝光方法、搬送系統及曝光方法、以及元件製造方法,尤其係關於在保持構件上交換薄板狀物體之交換方法、利用該交換方法之曝光方法、搬送薄板狀物體之搬送系統及具備該搬送系統之曝光裝置、以及使用前述曝光方法或前述曝光裝置之元件製造方法。
一直以來,於製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等電子元件(微元件)之微影製程,主要係使用步進重複(step & repeat)方式之投影曝光裝置(所謂之步進機)、或步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置(所謂之掃描步進機(亦稱掃描機))等。
此種曝光裝置所使用之作為曝光對象之晶圓或玻璃板片等之基板,日漸的(例如,晶圓是每10年)大型化。現在雖以直徑300mm之300mm晶圓為主流,但使用直徑450mm之450mm晶圓時代之到來亦日漸接近。一旦採用450mm之晶圓時,能從一片晶圓擷取之晶粒(晶片)數量將為現行300mm晶圓之2倍以上,對成本之降低有非常大的貢獻。再者,就能源、水及其他資源之有效利用而言,亦可減少1晶片所需使用之所有資源,而被賦予高度之期待。
然而,由於晶圓之厚度並非與尺寸成正比地變大,因此450mm晶圓之強度遠較300mm晶圓弱。因此,單單談到晶圓之搬送,即可想見以與目前300mm晶圓相同之手段方法係難以實現。
又,當晶圓之尺寸達到450mm時,從一片晶圓擷取之晶粒(晶片)數量雖增多,但相對地一片晶圓之曝光處理所需之時間亦增加而有產能降低之虞。因此,作為極力提升產能之方法,係考量採用一種同時進行對一個晶圓載台上之晶圓之曝光處理與在其他晶圓載台上之晶圓交換、對準等之處理之雙載台方式(參照例如專利文獻1~3等)。然而,習知之雙載台方式之曝光裝置,並未特別考量到曝光位置與對準位置與晶圓交換位置之三者之關係,因此當以450mm晶圓作為處理對象時,在曝光結束後至開始交換晶圓為止需花費時間,而有不一定能充分提生產能之可能。是以,係被期待出現一種能對應450mm晶圓之新系統。
[專利文獻1]美國專利第6,590,634號說明書
[專利文獻2]美國專利第5,969,441號說明書
[專利文獻3]美國專利第6,208,407號說明書
根據本發明之第1態樣,係提供一種物體交換方法,係在保持構件上交換薄板狀之物體,其包含:使搬出構件位於前述保持構件上所載置之前述物體上方之動作;使前述搬出構件下降而從前述物體之上面接近至既定距離之位置之動作;以及使前述物體從上方以非接觸方式保持於前述搬出構件,使保持有前述物體之前述搬出構件與前述保持構件分離之動作。
藉此,藉由搬出構件從上方以非接觸方式保持物體,而能從保持構件搬出。是以,由於係從保持構件卸載物體,因此不需將用以收容用於該卸載之臂構件等之缺口形成於保持構件,且不需將用以交付物體之上下動構件設置於保持構件。
根據本發明之第2態樣,係提供一種第1曝光方法,其包含:藉由本發明之物體交換方法在前述保持構件上交換薄板狀物體之動作;以及在交換後以能量束使前述保持構件所保持之前述物體曝光,以於前述物體上形成圖案之動作。
根據本發明之第3態樣,係提供一種第2曝光方法,係以能量束使物體曝光,以於前述物體上形成圖案,其包含:使搬出構件位於保持構件上所載置之物體上方之動作;使前述搬出構件與前述保持構件相對移動於垂直方向,以使前述搬出構件從前述物體之上面接近至既定距離之位置之動作;以及使前述物體從上方以非接觸方式保持於前述搬出構件,使保持有前述物體之前述搬出構件與前述保持構件分離之動作。
藉由上述第1、第2曝光方法,能藉由保持構件於全面均一地保持物體。因此,在物體之平坦度於全面良好維持之狀態下以能量束使該物體曝光,藉此能於該物體全面以良好精度形成圖案。
根據本發明之第4態樣,提供一種第3曝光方法,係藉由能量束使物體曝光,其包含:藉由第1移動體與第2移動體將保持前述物體之複數個保持構件支承成能分別相對移動之動作,該第1移動體,能在包含供進行對物體照射前述能量束之曝光處理之第1區域在內、包含彼此正交之第1軸及第2軸之二維平面內之第1範圍內移動,該第2移動體,能在包含配置於自前述第1區域往與前述第1軸平行之方向一側相隔既定距離之位置且供進行對物體之測量處理之第2區域、前述二維平面內之第2範圍內移動;以及前述保持構件在位於前述第1、第2移動體上以外之處時進行前述物體之交換之動作。
藉此,在保持物體之保持構件位於第1、第2移動體上以外之處時進行物體之交換。亦即,物體之交換係與第1、第2移動體之動作無關係地進行。是以,能在第1區域中,與進行一個保持構件所保持之物體之曝光並行地,進行保持於其他保持構件之物體之交換,或能在第2區域中,與對一個保持構件所保持之物體進行之測量動作並行地,進行保持於其他保持構件之物體之交換。在此情形下,當保持構件例如有三個時,能與第1區域中保持於第1保持構件之物體之曝光、以及第2區域中對保持於第2保持構件之物體之測量並行地,進行第3保持構件所保持之物體之交換。
根據本發明之第5態樣,提供一種元件製造方法,其包含:使用本發明之第1~第3曝光方法之任一者使物體曝光之動作;以及使已曝光之前述物體顯影之動作。
根據本發明之第6態樣,提供一種搬送系統,係搬送薄板狀之物體,其具備搬送裝置,該搬送裝置,具有能從上方以非接觸方式保持物體之保持部,使保持有前述物體之保持構件與前述保持部在與水平面平行之既定平面內相對驅動,使前述保持部位於前述保持構件上所載置之前述物體之上方,使前述保持部與前述保持構件相對移動於垂直方向,使前述保持部從前述物體之上面接近至既定距離之位置,藉由前述保持部從上方以非接觸方式保持前述保持構件上之前述物體,使保持有前述物體之前述保持部與前述保持構件在垂直方向分離後,使之在既定平面內分離。
藉此,搬送裝置,係使保持有物體之保持構件與保持部在與水平面平行之既定平面內相對驅動,使保持部位於保持構件上所載置之物體之上方,使保持部從物體之上面接近至既定距離之位置,藉由保持部從上方以非接觸方式保持保持構件上之物體,使保持有物體之保持部與保持構件在垂直方向分離後,使之在既定平面內分離。是以,由於係從保持構件卸載物體,因此不需將用以收容用於該卸載之臂構件等之缺口形成於保持構件,且不需將用以交付物體之上下動構件設置於保持構件。
根據本發明之第7態樣,提供一種第1曝光裝置,係以能量束使薄板狀之物體曝光,以於前述物體上形成圖案,其具備:本發明之搬送系統;移動體,將其測量面設於與前述既定面實質平行之一面之保持構件保持成能沿前述既定面相對移動,並能沿前述既定面移動;第1測量系統,從下方對前述測量面照射至少一條第1測量光束,接收該第1測量光束之來自前述測量面之光以測量前述保持構件之至少在前述既定面內之位置資訊;以及驅動系統,根據以前述第1測量系統測量之前述位置資訊,將前述保持構件單獨或與前述移動體一體地驅動。
藉此,於保持物體之保持構件之與既定面實質平行之一面設有測量面。此保持構件被保持成能藉由移動體沿既定面相對移動。又,第1測量系統,對保持構件之測量面照射至少一條第1測量光束,接收該第1測量光束之來自測量面之光以測量保持構件之至少在既定面內之位置資訊。亦即,藉由第1測量系統對保持構件之測量光照射第1測量光束,即所謂背面測量以良好精度測量保持構件在既定面內之位置資訊。又,藉由驅動系統,根據以第1測量系統測量之位置資訊,將保持構件單獨或與移動體一體地驅動。
根據本發明之第8態樣,提供一種第2曝光裝置,係以能量束使薄板狀之物體曝光,以於前述物體上形成圖案;其具備搬送系統,該搬送系統具備搬送裝置,該搬送裝置,具有能從上方以非接觸方式保持前述物體之保持部,使保持有前述物體之保持構件與前述保持部在與水平面平行之既定平面內相對驅動,使前述保持部位於前述保持構件上所載置之前述物體之上方,使前述保持部與前述保持構件相對移動於垂直方向,使前述保持部從前述物體之上面接近至既定距離之位置,藉由前述保持部從上方以非接觸方式保持前述保持構件上之前述物體,使保持有前述物體之前述保持部與前述保持構件在垂直方向分離後,使之在既定平面內分離。
藉此,由於係從保持構件卸載物體,因此不需將用以收容用於該卸載之臂構件等之缺口形成於保持構件,且不需將用以交付物體之上下動構件設置於保持構件。
根據本發明之第8態樣,提供一種第3曝光裝置,係藉由能量束使物體曝光,其具備:曝光處理部,係進行對保持構件所保持之物體照射前述能量束之曝光處理;測量處理部,從前述曝光處理部往與第1軸平行之方向之一側分離配置,對保持構件所保持之物體進行測量處理;以及物體交換系統,在前述保持構件位於分別配置於前述曝光處理部及前述測量處理部之移動體上以外之位置時,即進行前述物體之交換。
藉此,在前述保持構件位於分別配置於前述曝光處理部及前述測量處理部之移動體上以外之位置時,即藉由物體交換系統進行物體之交換。亦即,物體之交換係與曝光處理及測量處理無關係地進行。是以,能在曝光處理部中,與進行一個保持構件所保持之物體之曝光並行地,進行保持於其他保持構件之物體之交換,或能在測量處理部中,與對一個保持構件所保持之物體進行之測量動作並行地,進行保持於其他保持構件之物體之交換。在此情形下,當保持構件例如有三個時,能與曝光處理中保持於第1保持構件之物體之曝光、以及測量處理部中對保持於第2保持構件之物體之測量並行地,進行第3保持構件所保持之物體之交換。
本說明書中,所謂曝光處理部,係指在對物體(晶圓)照射能量束以進行曝光時保持物體之保持構件所移動之範圍及其附近所對應之曝光裝置之一部分,所謂測量處理部,係指在聚焦測量等對物體進行既定之測量中,保持物體之保持構件所移動之範圍及其附近所對應之曝光裝置之一部分。
根據本發明之第10態樣,提供一種元件製造方法,其包含:使用本發名之第1~第3曝光裝置之任一者使物體曝光之動作;以及使已曝光之前述物體顯影之動作。
《第1實施形態》
以下,根據圖1~圖22(C)說明本發明之第1實施形態。
圖1中概略顯示了第1實施形態之曝光裝置100之構成。此曝光裝置100係步進掃描方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。如後所述,本實施形態,設有投影光學系統PL,以下,將與此投影光學系統PL之光軸AX平行之方向設為Z軸方向、在與此正交之面內標線片與晶圓相對掃描之方向設為Y軸方向、與Z軸及Y軸正交之方向設為X軸方向,並以繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別為θx、θy及θz方向來進行說明。後述第2、第3及第4實施形態等中亦相同。
曝光裝置100,如圖1所示,具備配置於底盤12上之-Y側端部附近之曝光站200、配置於底盤12上之+Y側端部附近之測量站300、兩個晶圓載台WST1,WST2、中繼載台DRST、以及此等之控制系統等。此處之底盤12,係藉由防振機構(省略圖示)大致水平地(與XY平面平行地)支承於地面上。底盤12由平板狀之構件構成,其上面之平坦度作成非常高,作為上述三個載台WST1,WST2,DRST之移動時之導引面。此外,圖1中,晶圓載台WST1位於曝光站200,於晶圓載台
曝光站200具備照明系統10、標線片載台RST、投影單元PU、以及局部液浸裝置8等。
照明系統10、係例如美國專利申請公開第2003/025890號說明書等所揭示,包含光源、含光學積分器等之照度均勻化光學系統、及具有標線片遮簾等(皆未圖示)之照明光學系統。照明系統10,將標線片遮簾(亦稱為遮罩系統)所規定之標線片R上之狹縫狀照明區域IAR,藉照明光(曝光用光)IL以大致均勻之照度加以照明。此處,作為照明光IL,例如係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。
於標線片載台RST上,其圖案面(圖1之下面)形成有電路圖案等之標線片R被以例如真空吸附方式加以固定。標線片載台RST,可藉由例如包含線性馬達等之標線片載台驅動系統11(圖1中未圖示,參照圖13)於XY平面內微幅驅動,且於掃描方向(圖1中紙面內左右方向之Y軸方向)以既定掃描速度驅動。
標線片載台RST之XY平面內之位置資訊(含θz方向之旋轉資訊),係以標線片雷射干涉儀(以下,稱「標線片干涉儀」)13,透過固定於標線片載台RST之移動鏡15(實際上,係設置具有與Y軸方向正交之反射面之Y移動鏡(或復歸反射器)及具有與X軸方向正交之反射面之X移動鏡)以例如0.25nm程度之分解能力隨時加以檢測。標線片干涉儀13之測量值被送至主控制裝置20(圖1中未圖示,參照圖13)。又,亦可例如美國專利申請公開第2007/0288121號等之揭示,以編碼器系統測量標線片載台RST之位置資訊。
投影單元PU配置在標線片載台RST之圖1中下方。投影單元PU藉由以未圖示支承構件支承成水平之主框架(亦稱為度量衡框架)BD透過設於其外周部之突緣部FLG被支承。投影單元PU包含鏡筒40、與被保持在鏡筒40內且由複數個光學元件構成之投影光學系統PL。投影光學系統PL係使用例如兩側遠心、且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)之折射光學系統。因此,當以來自照明系統10之照明光IL照明標線片R上之照明區域IAR時,藉由通過投影光學系統PL之第1面(物體面)與圖案面大致一致配置之標線片R之照明光IL,經由投影光學系統PL(投影單元PU)將該照明區域IAR內之標線片R之電路圖案之縮小像(電路圖案之部分縮小像),即形成在配置於投影光學系統PL之第2面(像面)側、表面塗有光阻(感應劑)之晶圓W上與前述照明區域IAR共軛之區域(以下,亦稱曝光區域)IA。並藉由標線片載台RST與微動載台(亦稱為平台)WFS1(或WFS2)之同步驅動,相對照明區域IAR(照明光IL)使標線片R移動於掃描方向(Y軸方向),並相對曝光區域IA(照明光IL)使晶圓W移動於掃描方向(Y軸方向),以進行晶圓W上之1個照射區域(區劃區域)之掃描曝光,於該照射區域轉印標線片R之圖案。亦即,本實施形態,係以照明系統10及投影光學系統PL於晶圓W上生成標線片R之圖案,以照明光IL使晶圓W上之感應層(光阻層)曝光以在晶圓W上形成該圖案。此處,投影單元PU保持於主框架BD,本實施形態中,主框架BD係被分別透過防振機構配置於設置面(地面等)之複數(例如3個或4個)支承構件支承為大致水平。此外,該防振機構亦可配置在各支承構件與主框架BD之間。又,亦可例如國際公開第2006/038952號之揭示,將主框架BD(投影單元PU)懸吊支承於配置在投影單元PU上方之未圖示之主框架構件、或標線片基座等。
局部液浸裝置8,包含液體供應裝置5、液體回收裝置6(圖1中皆未圖示,參照圖13)及嘴單元32等。嘴單元32,如圖1所示,以圍繞構成投影光學系統PL之最像面側(晶圓W側)之光學元件、此處係圍繞保持透鏡(以下,亦稱「前端透鏡」)191之鏡筒40下端部周圍之方式,經由未圖示之支承構件懸吊支承於支承投影單元PU等之主框架BD。本實施形態中,主控制裝置20控制液體供應裝置5(參照圖13)經由嘴單元32將液體Lq(參照圖1)供應至前端透鏡191與晶圓W之間,並控制液體回收裝置6(參照圖13)經由嘴單元32從前端透鏡191與晶圓W之間回收液體Lq。此時,主控制裝置20係以所供應之液體之量與所回收之液體之量恆相等之方式控制液體供應裝置5與液體回收裝置6。因此,在前端透鏡191與晶圓W之間隨時交換保持有固定量之液體Lq(參照圖1)。本實施形態中,上述液體Lq係使用能使ArF準分子雷射光(波長193nm之光)透射之純水。
此外,於曝光站200設有微動載台位置測量系統70A,其包含從主框架BD透過支承構件72A被以大致懸臂狀態支承(支承一端部附近)之測量臂71A。其中,為了說明之方便,關於微動載台位置測量系統70A係留待後述之微動載台之說明後再予說明。
於測量站300設有:對準裝置99,係以懸吊狀態固定於主框架BD;夾具單元102;以及微動載台位置測量系統70B,其包含從主框架BD透過支承構件72B被以大致懸臂狀態支承(支承一端部附近)之測量臂71B。微動載台位置測量系統70B與前述微動載台位置測量系統70A,其方向相反但具有同樣之構成。
對準裝置99,例如美國專利申請公開第2008/0088843號說明書等揭示,包含圖2所示之五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 。詳述之,如圖2所示,在通過投影單元PU之中心(投影光學系統PL之光軸AX、本實施形態中亦與前述曝光區域IA之中心一致)且與Y軸平行之直線(以下稱為基準軸)LV上,以檢測中心位於自光軸AX往+Y側相隔既定距離之位置之狀態配置有第一對準系統AL1。隔著第一對準系統AL1於X軸方向一側與另一側,分別設有相對基準軸LV大致對稱地配置有檢測中心之第二對準系統AL21 ,AL22 、以及AL23 ,AL24 。亦即,五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 ,其檢測中心沿X軸方向配置。第二對準系統AL21 ,AL22 、以及AL23 ,AL24 ,保持於能在XY平面內移動之保持裝置(滑件)。對準系統AL1,AL21 ~AL24 均使用影像處理方式之FIA(Field Image Alignment(場像對準))系統。來自對準系統AL1,AL21 ~AL24 之攝影訊號係供應至主控制裝置20(參照圖13)。圖1中,包含五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 及保持此等之保持裝置(滑件)在內顯示為對準裝置99。此外,關於對準裝置99之詳細構成,係揭示於例如國際公開第2008/056735號(及對應之美國專利申請公開第2009/0233234號說明書等。
夾具單元102,如圖3所示,具備固定於主框架BD下面之驅動部104、藉由驅動部104而被驅動於上下方向(Z軸方向)之軸106、以及固定於軸106下端之保持部例如圓盤狀之貝努里夾具(或亦稱為浮動夾具)108。
如圖2之俯視圖所示,於貝努里夾具108之外周三處設有細長板狀之延設部110a,110b,110c。於延設部110c前端安裝有間隙感測器112,於間隙感測器112內側安裝有例如CCD等之攝影元件114c。又,於延設部110a,110b之前端部附近,分別安裝有CCD等之攝影元件114a,114b。
貝努里夾具如周知般,係利用貝努里效果局部地擴大所吹出之流體(例如空氣)之流速,藉以非接觸方式固定(吸附)對象物之夾具。此處所謂之貝努里效果,係指流速之壓力隨著流速增加而減少之貝努里定理(原理)產生於流體機械等之效果。貝努里夾具中,係以吸附(固定)對象物之重量及從夾具吹出之流體之流速決定保持狀態(吸附/懸浮狀態)。亦即,當對象物之大小為已知時,係根據從夾具吹出之流體之流速,決定保持時之夾具與保持對象物之間隙尺寸。本實施形態中,貝努里夾具108係用於晶圓W之吸附(固定/保持)。
間隙感測器112使用例如靜電容感測器,主要用以測量晶圓W之卸載時微動載台WFS2(或WFS1)之晶圓W周圍與後述板片(撥液板)間之距離。間隙感測器112之輸出供應至主控制裝置20(參照圖13)。
延設部110a從貝努里夾具108中心觀看時係延伸於-Y方向。於延設部110a,在晶圓W中心與貝努里夾具108中心大致一致之狀態下,於與晶圓W之缺口(V字切口,未圖示)對向之位置安裝有攝影元件114a。又,其餘之攝影元件114b,114c,係在晶圓W中心與貝努里夾具中心大致一致之狀態下,分別安裝於與晶圓W外周之一部分對向之延設部110b,110c上之位置。
攝影元件114a~114c之攝影訊號送至訊號處理系統116(參照圖13),訊號處理系統116係藉由例如美國專利第6,624,433號說明書等所揭示之手法,在此處係檢測晶圓之切口(缺口等)及除此以外之周緣部,以求出晶圓W之X軸方向、Y軸方向之位置偏移與旋轉(θz旋轉)誤差。接著,該等位置誤差與旋轉誤差之資訊供應至主控制裝置20(參照圖13)。
夾具單元102之驅動部104及貝努里夾具108藉由主控制裝置20控制(參照圖13)。
再者,曝光裝置100具備晶圓搬送臂118,其可在包含夾具單元102之位置與從夾具單元102之位置往例如+X方向分離之晶圓交付位置(例如在線連接於曝光裝置100之塗布顯影器之晶圓交付位置(搬出側及搬入側))之區域內移動。
晶圓載台WST1,由圖1及圖4(A)等可知,具有:晶圓粗動載台WCS1(以下簡稱為粗動載台),其藉由設於其底面之複數個非接觸軸承、例如空氣軸承94被懸浮支承於底盤12之上,並藉由粗動載台驅動系統51A(參照圖13)驅動於XY二維方向;以及晶圓微動載台WFS1(以下簡稱為微動載台),以非接觸狀態支承於粗動載台WCS1且能相對粗動載台WCS1移動。微動載台WFS1可藉由微動載台驅動系統52A(參照圖13)相對粗動載台WCS1被驅動於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向、θz方向(以下記述為6自由度方向或6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz))。
晶圓載台WST1(粗動載台WCS1)之XY平面內之位置資訊(亦含θz方向之旋轉資訊)以晶圓載台位置測量系統16A加以測量。又,位於曝光站200之粗動載台WCS1所支承之微動載台WFS1(或後述之微動載台WFS2)之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊係以微動載台位置測量系統70A加以測量。晶圓載台位置測量系統16A及微動載台位置測量系統70A之測量結果(測量資訊),為進行粗動載台WCS1、微動載台WFS1(或WFS2)之位置控制而被送至主控制裝置20(參照圖13)。
晶圓載台WST2,與晶圓載台WST2同樣地,具有:粗動載台WCS2,其藉由設於其底面之複數個非接觸軸承(例如空氣軸承(省略圖示))被懸浮支承於底盤12之上,並藉由粗動載台驅動系統51B(參照圖13)驅動於XY二維方向;以及微動載台WFS2,以非接觸狀態支承於粗動載台WCS2且能相對粗動載台WCS2移動。微動載台WFS2可藉由微動載台驅動系統52B(參照圖13)相對粗動載台WCS2被驅動於6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)。
晶圓載台WST2(粗動載台WCS2)之XY平面內之位置資訊(亦含θz方向之旋轉資訊)以晶圓載台位置測量系統16B加以測量。又,位於測量站300之粗動載台WCS2所支承之微動載台WFS2(或WFS1)之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊係以微動載台位置測量系統70B加以測量。晶圓載台位置測量系統16B及微動載台位置測量系統70B之測量結果(測量資訊),為進行粗動載台WCS2、微動載台WFS2(或WFS1)之位置控制而被送至主控制裝置20(參照圖13)。
於粗動載台WCS1支承有微動載台WFS1(或WFS2)時,該微動載台WFS1(或WFS2)與粗動載台WCS1在X、Y、θz之三自由度方向之相對位置資訊,可藉由設於粗動載台WCS1與微動載台WFS1(或WFS2)間之相對位置測量器22A(參照圖13)測量。
同樣地,於粗動載台WCS2支承有微動載台WFS2(或WFS1)時,該微動載台WFS2(或WFS1)與粗動載台WCS2在X、Y、θz之三自由度方向之相對位置資訊,可藉由設於粗動載台WCS2與微動載台WFS2(或WFS1)間之相對位置測量器22B(參照圖13)測量。
作為相對位置測量器22A,22B可使用編碼器等,該編碼器包含例如以設於微動載台WFS1,WFS2之光柵為測量對象之分別設於粗動載台WCS1,WCS2之至少兩個讀頭,根據該讀頭之輸出,測量微動載台WFS1,WFS2在X軸方向、Y軸方向、以及θz方向之位置。相對位置測量器22A,22B之測量結果供應至主控制裝置20(參照圖13)。
中繼載台DRST,與粗動載台WCS1,WCS2同樣地,藉由設於其底面之複數個非接觸軸承(例如空氣軸承(省略圖示))懸浮支承於底盤12,並可藉由中繼載台驅動系統53(參照圖13)驅動於XY二維方向。
中繼載台DRST在XY平面內之位置資訊(亦含θz方向之旋轉資訊)藉由例如干涉儀及/或編碼器等之未圖示位置測量系統加以測量。位置測量系統之測量結果,為了供中繼載台DRST之位置控制而供應至主控制裝置20(參照圖13)。
包含上述各種測量系統在內之載台系統之構成各部位之構成等,留後詳述。
進而,本實施形態之曝光裝置100中,如圖5所示,於投影單元PU附近設有可動板片BL。可動板片BL可藉由板片驅動系統58(圖5中未圖示,參照圖13)驅動於Z軸方向及Y軸方向。可動板片BL係具有平坦面作為用以保持液體Lq之上面之可動構件,在本實施形態中,係由於+Y側之上端部形成有較其他部分突出之突出部之板狀構件構成。
本實施形態中,可動板片BL之上面對液體Lq為撥液性。本實施形態中,可動板片BL,包含例如不鏽鋼等之金屬製基材與形成於該基材表面之撥液性材料之膜。撥液性材料包含例如PFA(Tetrafluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer)、PTFE(Poly tetra fluoro ethylene)、鐵氟龍(註冊商標)等。此外,形成膜之材料亦可係丙烯酸系樹脂、矽樹脂。又,可動板片BL整體,亦可係以PFA、PTFE、鐵氟龍(註冊商標)、丙烯酸系樹脂、及矽樹脂之至少一個形成。本實施形態中,可動板片BL之上面對液體Lq之接觸角例如係90度以上。此外,可動板片BL之上面並不限定於撥液性亦可為非撥液性(親液性等)。
可動板片BL能從-Y側卡合於粗動載台WCS1所支承之微動載台WFS1(或WFS2),在其卡合狀態下,與微動載台WFS1(或WFS2)上面一起形成外觀上一體之全平坦面(參照例如圖18)。可動板片BL可藉由主控制裝置20透過板片驅動系統58驅動,以在與微動載台WFS1(或WFS2)之間進行液浸空間(液體Lq)之交付。此外,可動板片BL與微動載台WFS1(或WFS2)之間之液浸空間(液體Lq)之交付,待後詳述。
除此之外,於本實施形態之曝光裝置100,在投影單元PU之附近,設有與例如美國專利第5,448,332號說明書等所揭示之相同構成之斜入射方式之多點焦點位置檢測系統(以下,簡稱為多點AF系統)AF(圖2中未圖示,參照圖13)。多點AF系統AF之檢測訊號透過未圖示之AF訊號處理系統供應至主控制裝置20(參照圖13)。主控制裝置20根據多點AF系統AF之檢測訊號,檢測在多點AF系統AF之複數個檢測點各自之晶圓W表面在Z軸方向位置資訊(面位置資訊),根據該檢測結果實施掃描曝光中晶圓W之所謂的聚焦調平控制。又,亦可在對準系統AL1,AL21 ~AL24 附近設置多點AF系統,於事前取得晶圓對準(EGA)時晶圓W表面之面位置資訊(凹凸資訊),於曝光時使用該面位置資訊、與後述構成微動載台位置測量系統70A之一部分之雷射干涉儀系統75(參照圖13)之測量值,實施晶圓W之所謂的聚焦調平控制。此時,亦可不將多點AF系統設於投影單元PU之附近。此外,亦可不使用雷射干涉儀系統75,而將構成微動載台位置測量系統70A之後述編碼器系統之測量值,用於聚焦調平控制。又,本實施形態之曝光裝置100中,於標線片載台RST之上方,配置有例如美國專利第5,646,413號說明書等所詳細揭示之具有CCD等之攝影元件,將曝光波長之光(本實施形態中為照明光IL)作為對準用照明光之影像處理方式之一對標線片對準系統RA1 、RA2 (圖1中,標線片對準系統RA2 隱藏在標線片對準系統RA1 之紙面內側)。一對標線片對準系統RA1 、RA2 係用在微動載台WFS1(WFS2)上之後述測量板片緊挨在投影光學系統PL下方之狀態,由主控制裝置20透過投影光學系統PL檢測標線片R上所形成之一對標線片對準標記(圖示省略)之投影像、與對應測量板片上之一對第1基準標記,以檢測投影光學系統PL所形成之標線片R之圖案之投影區域中心與測量板片上之基準位置、亦即一對第1基準標記之中心的位置關係。標線片對準系統RA1 、RA2 之檢測訊號經由未圖示之訊號處理系統供應至主控制裝置20(參照圖13)。又,亦可不設置標線片對準系統RA1 、RA2 。此場合,最好是能例如美國專利申請公開第2002/0041377號等所揭示,於微動載台WFS1搭載設有光透射部(受光部)之檢測系統以檢測標線片對準標記之投影像。
此處,詳述載台系統各部之構成等。首先說明晶圓載台WST1,WST2。本實施形態中,晶圓載台WST1與晶圓載台WST2包含其驅動系統、位置測量系統等在內均為完全相同之構成。是以,以下係代表性地舉出晶圓載台WST1來說明。
粗動載台WCS1,如圖4(A)及圖4(B)所示,具備俯視(從+Z方向所視)以X軸方向為長邊方向之長方形板狀之粗動滑件部91、分別固定在粗動滑件部91之長邊方向一端部與另一端部上面之一對側壁部92a、92b、以及分別固定在側壁部92a、92b上面且以Y軸方向為長邊方向之長方形板狀之一對固定件部93a、93b。粗動載台WCS1,其全體為一具有上面之X軸方向中央部及Y軸方向兩側面開口之高度較低的箱形形狀。亦即,於粗動載台WCS1之內部形成有貫通於Y軸方向之空間部。
粗動載台WCS1如圖6所示,能以粗動滑件部91之長邊方向中央之分離線為邊界分離成第1部分WCS1a與第2部分WCS1b之兩個部分。因此,粗動滑件部91係由構成第1部分WCS1a一部分之第1滑件部91a與構成第2部分WCS1b一部分之第2滑件部91b所構成。
於粗動載台WCS1之底面、亦即第1滑件部91a、第2滑件部91b之底面,如圖4(A)所示固定有配置成矩陣狀之複數個永久磁石18構成之磁石單元。與磁石單元對應地,於底盤12內部收容有線圈單元,該線圈單元如圖1所示包含以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個線圈14。磁石單元分別與底盤12之線圈單元一起構成例如美國專利第5,196,745號說明書等所揭示之勞倫茲電磁力驅動方式之平面馬達所構成之粗動載台驅動系統51Aa,51Ab(參照圖13)。供應至構成線圈單元之各線圈14之電流之大小及方向藉由主控制裝置20控制(參照圖13)。
於第1、第2滑件部91a,91b各自之底面,於上述磁石單元周圍固定有複數個空氣軸承94。粗動載台WCS1之第1部分WCS1a及第2部分WCS1b分別藉由空氣軸承94於底盤12上透過既定間隙、例如數μm之間隙懸浮支承,並藉由粗動載台驅動系統51Aa,51Ab驅動於X軸方向、Y軸方向、以及θz方向。
通常,第1部分WCS1a與第2部分WCS1b係一體化而透過未圖示之鎖固機構鎖固。亦即,第1部分WCS1a及第2部分WCS1b通常係一體動作。因此,以下將驅動第1部分WCS1a及第2部分WCS1b一體化而構成之粗動載台WCS1之平面馬達所構成的驅動系統,稱為粗動載台驅動系統51A(參照圖13)。
此外,作為粗動載台驅動系統51A,並不限於勞倫茲電磁力驅動方式之平面馬達,例如亦可使用可變磁氣電阻驅動方式之平面馬達。此外,亦可藉由磁浮型之平面馬達構成粗動載台驅動系統51A。此時,亦可不於粗動滑件部91之底面設置空氣軸承。
一對固定件部93a、93b,如圖4(A)及圖4(B)所示分別由外形為板狀之構件構成,其內部收容有由用以驅動微動載台WFS1(或WFS2)之複數個線圈所構成之線圈單元CUa、CUb。此處之微動載台WFS1與微動載台WFS2為完全相同之構成,同樣地以非接觸方式支承於粗動載台WCS1並加以驅動,故以下僅代表性地舉出微動載台WFS1來說明。
固定件部93a其+X側端部固定在側壁部92a上面,固定件部93b其-X側端部固定在側壁部92b上面。
微動載台WFS1,如圖4(A)及圖4(B)所示,具備由俯視以X軸方向為長邊方向之八角形板狀構件構成之本體部81、以及分別固定在本體部81之長邊方向一端部與另一端部之一對可動件部82a、82b。
本體部81由於後述編碼器系統之測量光束(雷射光)需在其內部行進,因此係以光能透射之透明材料形成。又,本體部81為了降低在其內部之空氣波動對雷射光之影響而係形成為中實(內部不具有空間)。此外,透明材料最好係低熱膨脹率,在本實施形態中,作為一例係使用合成石英(玻璃)等。此外,本體部81之整體雖亦可以透明材料構成,但亦可僅有編碼器系統之測量光束所透射之部分以透明材料構成,或僅有此測量光束所透射之部分形成為中實。
於微動載台WFS1之本體部81(更正確而言為後述之覆罩玻璃)上面中央設有以真空吸附等方式保持晶圓W之晶圓保持具WH(圖4(A)及圖4(B)中未圖示,參照圖22(A)等)。本實施形態中,係使用例如在環狀凸部(弧部)內形成有支承晶圓W之複數個支承部(銷構件)之所謂銷夾具(pin chuck)方式之晶圓保持具,在一面(表面)為晶圓載置面之晶圓保持具之另一面(背面)側設有後述光柵RG等。又,晶圓保持具可與微動載台WFS1一體形成,亦可相對本體部81,透過例如靜電夾具機構或夾鉗(clamp)機構等、或以接著等方式加以固定。前者,光柵RG係設於微動載台WFS1之背面側。
再者,於本體部81上面,在晶圓保持具(晶圓W之裝載區域)外側、如圖4(A)及圖4(B)所示,安裝有其中央形成有較晶圓W(晶圓保持具)大一圈之大圓形開口、且具有對應本體部81之八角形外形(輪廓)之板片(撥液板)83。於板片83形成有撥液性之膜。撥液性材料包含例如PFA(Tetrafluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer)、PTFE(Poly tetra fluoro ethylene)、鐵氟龍(註冊商標)等。此外,形成膜之材料亦可係丙烯酸系樹脂、矽樹脂。又,板片83整體,亦可係以PFA、PTFE、鐵氟龍(註冊商標)、丙烯酸系樹脂、及矽樹脂之至少一個形成。板片83之表面對液體Lq之接觸角例如係90度以上。板片83係以其表面全部(或一部分)與晶圓W表面同一面高之方式固定在本體部81之上面。又,於板片83之-Y側端部,如圖4(B)所示,以其表面與板片83表面、亦即與晶圓W表面大致同一面高之狀態設置有在X軸方向為細長長方形之測量板片86。於測量板片86表面,至少形成有前述一對第1基準標記、以及以第1對準系統AL1檢測之第2基準標記(第1及第2基準標記皆省略圖示)。此外,亦可取代將板片83安裝於本體部81之方式,而例如將晶圓保持具與微動載台WFS1一體形成,將微動載台WFS1之圍繞晶圓保持具之周圍區域(與板片83相同區域(亦可包含測量板片86表面)之上面加以撥液化處理來形成撥液面。
如圖4(A)所示,於本體部81之上面水平地(與晶圓W表面平行)配置有二維光柵(以下單稱為光柵)RG。光柵RG係固定(或形成)於由透明材料構成之本體部81上面。光柵RG包含以X軸方向為週期方向之反射型繞射柵格(X繞射光柵)與以Y軸方向為週期方向之反射型繞射柵格(Y繞射光柵)。本實施形態中,在本體部81上固定或形成有二維光柵之區域(以下稱為形成區域)例如係較晶圓W大一圈之圓形。
光柵RG係由保護構件例如覆罩玻璃84覆蓋且保護。本實施形態中,於覆罩玻璃84上面設有吸附保持晶圓保持具之前述保持機構(靜電夾具機構等)。此外,本實施形態中之覆罩玻璃84,雖設置成覆蓋本體部81之上面之大致全面,但亦可設置成僅覆蓋包含光柵RG之本體部81上面之一部分。又,保護構件(覆罩玻璃84)雖亦可以與本體部81相同之材料形成,但並不限於此,亦可以例如金屬、陶瓷形成保護構件。又,由於為了保護光柵RG需要充分厚度因此最好係板狀保護構件,但亦可視材料而使用薄膜狀之保護構件。
此外,於光柵RG之形成區域中、與突出至晶圓保持具周圍之區域對應之覆罩玻璃84之一面,為避免照射於光柵RG之編碼器系統之測量光束透射過覆罩玻璃84,亦即,避免晶圓保持具背面區域之內外測量光束之強度產生大變動,例如設置覆蓋該形成區域之反射構件(例如薄膜等)較佳。
本體部81,由圖4(A)可知,係由形成有從長邊方向之一端部與另一端部之下端部向外側突出之突出部、整體為八角形板狀構件構成,於其底面之對向於光柵RG之部分形成有凹部。本體部81,其配置光柵RG之中央區域係形成為其厚度實質均勻之板狀。
於本體部81之+X側、-X側之突出部之上面,分別於Y軸方向、以各自之凸部89a、89b朝向外側之方式延設有剖面凸形狀之間隔件85a、85b。
可動件部82a,如圖4(A)及圖4(B)所示,包含Y軸方向尺寸(長度)及X軸方向尺寸(寬度)皆較固定件部93a短(一半程度)之二片俯視矩形之板狀構件82a1 、82a2 。板狀構件82a1 、82a2 ,係隔著前述間隔件85a之凸部89a,在Z軸方向(上下)分開既定距離之狀態下皆與XY平面平行的固定於本體部81+X側端部。此時,板狀構件82a2 係被間隔件85a與本體部81之+X側突出部挾持其-X側端部。二片板狀構件82a1 、82a2 之間,以非接觸方式插入粗動載台WCS1之固定件部93a之-X側端部。於板狀構件82a1 、82a2之內部設有後述磁石單元MUa1 、MUa2
可動件部82b,包含於間隔件85b在Z軸方向(上下)維持既定間隔之二片板狀構件82b1 、82b2 ,與可動件部82a為左右對稱之相同構成。於二片板狀構件82b1 、82b2 之間以非接觸方式插入粗動載台WCS1之固定件部93b之+X側端部。於板狀構件82b1 、82b2 之內部,收容有與磁石單元MUa1 、MUa2 同樣構成之磁石單元MUb1 、MUb2
此處,如前所述,由於粗動載台WCS1之Y軸方向兩側面為開口,因此在將微動載台WFS1裝著於粗動載台WCS1時,只是使固定件部93a、93b分別位於板狀構件82a1 、82a2 及82b1 、82b2 之間,並進行微動載台WFS1之Z軸方向定位後,使微動載台WFS1移動(滑動)於Y軸方向即可。
微動載台驅動系統52A,包含前述可動件部82a所具有之一對磁石單元MUa1 、MUa2 、固定件部93a所具有之線圈單元CUa、可動件部82b所具有之一對磁石單元MUb1 、MUb2 、以及固定件部93b所具有之線圈單元CUb。
進一步詳述如後。從圖7可知,在固定件部93a內部之-X側端部,複數個(此處為12個)俯視長方形狀之YZ線圈55、57於Y軸方向等間隔分別配置之2列線圈列、與以Y軸方向為長邊方向之細長俯視長方形狀之1個X線圈56,係於X軸方向相距既定間隔配置。YZ線圈55,具有在上下方向(Z軸方向)重疊配置之俯視矩形之上部繞組與下部繞組(未圖示)。包含2列線圈列與X線圈56構成線圈單元CUa。
在構成微動載台WFS1之可動件部82a之一部分之板狀構件82a1 ,82a2 內部,參照圖7可知,以與上述各線圈之排列對應之配置,複數個(此處為10個)之永久磁石65a、67a於Y軸方向等間隔配置而成之2列磁石列,以及以Y軸方向為長邊方向之一對(兩個)永久磁石66a1 、66a2
構成各磁石列之複數個永久磁石65a,65b,係以彼此極性為逆極性之配置排列。又,一對永久磁石66a1 、66a2 係以彼此為逆極性之配置排列。藉由兩列磁石列及一對永久磁石構成磁石單元MUa1 ,MUa2
此外,於另一方固定件部83b及可動件部82b內部,係以與上述固定件部83a及可動件部82a內之線圈單元Cua及磁石單元MUa1 ,MUa2 同樣之配置配置有線圈、永久磁石,藉此分別構成線圈單元Cub及MUb1 ,MUb2
本實施形態中,由於採用如上述之各線圈與永久磁石之配置,因此主控制裝置20係對排列於Y軸方向之複數個YZ線圈55、57每隔1個供應電流,據以將微動載台WFS1驅動Y軸方向。又,與此並行的,主控制裝置20對YZ線圈55、57中未使用於將微動載台WFS1驅動於Y軸方向之線圈供應電流,據以使其產生與往Y軸方向驅動力不同之往Z軸方向之驅動力,使微動載台WFS1從粗動載台WCS1浮起。接著,主控制裝置20視微動載台WFS1之Y軸方向位置依序切換電流供應對象之線圈,據以一邊維持微動載台WFS1相對粗動載台WCS1之懸浮狀態、亦即非接觸狀態、一邊將微動載台WFS1驅動於Y軸方向。又,主控制裝置20亦能在使微動載台WFS1從粗動載台WCS1浮起之狀態下,除Y軸方向外亦能獨立的將其驅動於X軸方向。
由以上說明可知,本實施形態,可藉由微動載台驅動系統52A,將微動載台WFS1相對粗動載台WCS1以非接觸狀態加以懸浮支承,且相對粗動載台WCS1以非接觸方式驅動於6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)。又,主控制裝置20,亦可藉由使可動件部82a與可動件部82b產生彼此不同大小之Y軸方向之驅動力(推力)(參照圖8(A)之黑箭頭),據以使微動載台WFS1繞Z軸旋轉(θz旋轉)(參照圖8(A)之白箭頭)。又,主控制裝置20,可如圖8(B)所示,使彼此不同之浮力(參照圖8(B)之黑箭頭)作用於可動件部82a與可動件部82b,據以使微動載台WFS1繞Y軸旋轉(θy驅動)(參照圖8(B)之白箭頭)。進一步的,主控制裝置20,亦可如圖8(C)所示,使彼此不同浮力(參照圖8(C)之黑箭頭)作用於微動載台WFS1之各可動件部82a、82b之Y軸方向之+側與-側,據以使微動載台WFS1繞X軸旋轉(θx驅動)(參照圖8(C)白箭頭)。
又,本實施形態中,主控制裝置20在使浮力作用於微動載台WFS1時,可藉由對配置在固定件部93a內之2列YZ線圈55、57(參照圖7)供應彼此相反方向之電流,據以如例如圖9所示,與浮力(參照圖9之黑箭頭)同時將繞Y軸旋轉之旋轉力(參照圖9之白箭頭)作用於可動件部82a。同樣地,主控制裝置20在使浮力作用於微動載台WFS1時,可藉由對配置在固定件部93b內之2列YZ線圈供應彼此相反方向之電流,據以與浮力同時將繞Y軸旋轉之旋轉力作用於可動件部82a。
又,主控制裝置20,可藉由將彼此相反方向之繞Y軸旋轉之旋轉力(θy方向之力)透過分別作用於一對可動件部82a、82b,使微動載台WFS1之中央部彎向+Z方向或-Z方向(參照圖9之具影線箭頭)。因此,如圖9所示,藉由使微動載台WFS1之在X軸方向之中央部彎向+Z方向(成凸形),可抵消因晶圓W及本體部81之自重引起之微動載台WFS1(本體部81)之X軸方向中間部分之彎曲,確保晶圓W表面對XY平面(水平面)之平行度。如此,在晶圓W直徑大而微動載台WFS大型化時等,尤能發揮效果。
又,當晶圓W因自重等而變形時,於照明光IL之照射區域(曝光區域IA)內,微動載台WFS1上所裝載之晶圓W之表面亦有不進入投影光學系統PL之焦深範圍內之虞。因此,主控制裝置20可與使上述微動載台WFS1之在X軸方向之中央部彎向+Z方向之情形同樣的,使彼此相反方向之繞Y軸旋轉之旋轉力分別作用於一對可動件部82a、82b,以使晶圓W變形為大致平坦,而能在曝光區域IA內使晶圓W之表面進入投影光學系統PL之焦深範圍內。此外,圖9中,雖顯示了使微動載台WFS1彎曲於+Z方向(成凸形)之例,但亦可藉由控制對線圈之電流方向,以使微動載台WFS1彎曲向與此相反之方向(成凹形)。
又,不僅僅是自重彎曲之修正及/或聚焦調平之控制,在採用例如美國再發行專利RE37391號說明書等所揭示、晶圓之照射區域內之既定點橫越過曝光區域IA之期間,於焦深範圍內變化該既定點之Z軸方向位置以實質增大焦深之超解析技術之情形時,亦能適用使微動載台WFS1(及保持於此之晶圓W)在與Y軸垂直之面(XZ面)內變形為凹形或凸形之手法。
本實施形態之曝光裝置100,在進行對晶圓W之步進掃描方式之曝光動作時,微動載台WFS1之XY平面內之位置資訊(含θz方向之位置資訊)係由主控制裝置20使用後述微動載台位置測量系統70A之編碼器系統73(參照圖13)加以測量。又,微動載台WFS1之位置資訊被送至主控制裝置20,主控制裝置20根據此位置資訊控制微動載台WFS1之位置。
相對於此,在晶圓載台WST1(微動載台WFS1)位於微動載台位置測量系統70A之測量區域外時,晶圓載台WST1(及微動載台WFS1)之位置資訊係由主控制裝置20使用晶圓載台位置測量系統16A(參照圖1及圖13)加以測量。晶圓載台位置測量系統16A,如圖1所示,包含對粗動載台WCS1側面以鏡面加工形成之反射面照射測距光束以測量晶圓載台WST1之XY平面內位置資訊之雷射干涉儀。此外,晶圓載台WST1於XY平面內之位置資訊,可取代上述晶圓載台位置測量系統16A而以其他測量裝置、例如編碼器系統加以測量。此場合,可於例如底盤12之上面配置二維標尺、於粗動載台WCS1之底面安裝編碼器讀頭。
如前所述,微動載台WFS2與上述微動載台WFS1完全相同地構成,微動載台WFS2亦可取代微動載台WFS1以非接觸方式支承於粗動載台WCS1。此時,係藉由粗動載台WCS1與粗動載台WCS1所支承之微動載台WFS2構成晶圓載台WST1,藉由微動載台WFS2所具備之一對可動件部(各一對磁石單元MUa1 、MUa2 及MUb1 、MUb2 )與粗動載台WCS1之一對固定件部93a、93b(線圈單元CUa、CUb)構成微動載台驅動系統52A。又,藉由此微動載台驅動系統52A使微動載台WFS2相對粗動載台WCS1以非接觸方式驅動於6自由度方向。
又,微動載台WFS2,WFS1亦可分別以非接觸方式支承於粗動載台WCS2,藉由粗動載台WCS2與粗動載台WCS1所支承之微動載台WFS2或WFS1構成晶圓載台WST2。此時,係藉由微動載台WFS2或WFS1所具備之一對可動件部(各一對磁石單元MUa1 、MUa2 及MUb1 、MUb2 )與粗動載台WCS2之一對固定件部93a、93b(線圈單元CUa、CUb)構成微動載台驅動系統52B(參照圖13)。又,藉由此微動載台驅動系統52B使微動載台WFS2或WFS1相對粗動載台WCS2以非接觸方式驅動於6自由度方向。
返回圖1,中繼載台DRST具備與粗動載台WCS1,WCS2同樣(不過並未構成為能分離成第1部分與第2部分)構成之載台本體44與設於載台本體44內部之搬送裝置46(參照圖13)。是以,載台本體44,與粗動載台WCS1,WCS2同樣地能以非接觸方式支承(保持)微動載台WFS1或WFS2,中繼載台DRST所支承之微動載台能藉由微動載台驅動系統52C(參照圖13)相對中繼載台DRST被驅動於6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)。不過,微動載台只要能相對中繼載台DRST至少滑動於Y軸方向即可。
搬送裝置46,具備:搬送構件48,包含能沿中繼載台DRST之載台本體44之X軸方向兩側壁於Y軸方向以既定動程往反移動且在Z軸方向亦可以既定動程上下移動之搬送構件本體、以及能保持微動載台WFS1或WFS2相對搬送構件本體相對移動於Y軸方向之移動構件;以及搬送構件驅動系統54,係可個別驅動構成搬送構件48之搬送構件本體及移動構件(參照圖13)。
其次,說明被位於曝光站200之粗動載台WCS1以能移動之方式保持(構成晶圓載台WST1)之微動載台WFS1或WFS2之位置資訊之測量所使用之微動載台位置測量系統70A(參照圖13)之構成。此處,係說明微動載台位置測量系統70A測量微動載台WFS1之位置資訊之情形。
微動載台位置測量系統70A,如圖1所示,具備在晶圓載台WST1配置於投影光學系統PL下方之狀態下,插入設在粗動載台WCS1內部之空間部內的測量構件(測量臂71A)。測量臂71A,係透過支承構件72A以懸臂狀態支承(支承一端部附近)於主框架BD。又,在採用不妨礙晶圓載台移動之構成之情形時,測量構件並不限於懸臂支承,亦可以是於其長邊方向兩端部加以支承。又,臂構件只要配置於前述光柵RG(與XY平面實質上平行之其配置面)之下方(-Z側)即可,例如可配置於底盤12之上面下方。進而,臂構件雖係支承於主框架BD,但例如可透過防振機構設於設置面(地面等)。此時,最好係設置用以測量主框架BD與臂構件之相對位置關係之測量裝置。臂構件亦能稱為度量衡臂或測量用構件等。
測量臂71A,係以Y軸方向為長邊方向、具有高度方向(Z軸方向)尺寸大於寬度方向(X軸方向)之縱長長方形剖面之四角柱狀(亦即長方體狀)之構件,將可使光透射之相同材料、例如將玻璃構件予以貼合複數層所形成。測量臂71A,除收容後述編碼器讀頭(光學系統)之部分外,形成為中實。測量臂71A,如前所述,在晶圓載台WST被配置於投影光學系統PL下方之狀態下,前端部插入粗動載台WCS1之空間部內,如圖1所示,其上面對向於微動載台WFS1之下面(正確而言,係對向於本體部81(圖1中未圖示,參照圖4(A)等)下面)。測量臂71A之上面,係在與微動載台WFS1之下面之間形成有既定間隙、例如形成數mm程度之間隙之狀態下,配置成與微動載台WFS1之下面大致平行。此外,測量臂71A上面與微動載台WFS1下面之間之間隙為數mm以上或以下皆可。
微動載台位置測量系統70A,如圖13所示,具備編碼器系統73與雷射干涉儀系統75。編碼器系統73,包含測量微動載台WFS1之X軸方向位置之X線性編碼器73x、測量微動載台WFS1之Y軸方向位置之一對Y線性編碼器73ya、73yb。編碼器系統73,係使用與例如美國專利第7,238,931號說明書、及美國專利申請公開第2007/288121號說明書等所揭示之編碼器讀頭(以下,適當的簡稱為讀頭)相同構成之繞射干涉型讀頭。不過,本實施形態中,讀頭係如後所述的,光源及受光系統(含光檢測器)配置在測量臂71A外部,僅有光學系統係在測量臂71A內部、亦即配置成與光柵RG對向。以下,將配置在測量臂71A內部之光學系統適當稱為讀頭。
編碼器系統73係以1個X讀頭77x(參照圖10(A)及圖10(B))測量微動載台WFS1之X軸方向位置,以一對Y讀頭77ya、77yb(參照圖10(B))測量Y軸方向之位置。亦即,以使用光柵RG之X繞射光柵測量微動載台WFS1之X軸方向位置之X讀頭77x構成前述X線性編碼器73x,以使用光柵RG之Y繞射光柵測量微動載台WFS1之Y軸方向位置之一對Y讀頭77ya、77yb構成一對Y線性編碼器73ya、73yb。
此處,說明構成編碼器系統73之3個讀頭77x、77ya、77yb之構成。圖10(A)中,以3個讀頭77x、77ya、77yb代表性的顯示了X讀頭77x之概略構成。又,圖10(B)顯示了X讀頭77x、Y讀頭77ya、77yb分別於測量臂71A內之配置。
如圖10(A)所示,X讀頭77x具有分離面與YZ平面平行之偏光分束器PBS、一對反射鏡R1a、R1b、透鏡L2a、L2b、四分之一波長板(以下,記載為λ/4板)WP1a、WP1b、反射鏡R2a、R2b、以及反射鏡R3a、R3b等,此等光學元件以既定之位置關係配置。Y讀頭77ya、77yb亦具有相同構成之光學系統。X讀頭77x、Y讀頭77ya、77yb,如圖10(A)及圖10(B)所示,分別被單元化固定在測量臂71A之內部。
如圖10(B)所示,X讀頭77x(X線性編碼器73x)從設在測量臂71A之-Y側端部上面(或其上方)之光源LDx於-Z方向射出雷射光束LBx0 ,透過對XY平面成45°角度斜設於測量臂71A之一部分之反射面RP將其光路彎折為與Y軸方向平行。此雷射光束LBx0 於測量臂71A內部之中實部分平行地行進於測量臂71A之長邊方向(Y軸方向),而到達反射鏡R3a(參照圖10(A))。接著,雷射光束LBx0 被反射鏡R3a將其光路彎折後射入偏光分束器PBS。雷射光束LBx0 被偏光分束器PBS偏光分離而成為二條測量光束LBx1 、LBx2 。透射過偏光分束器PBS之測量光束LBx1 經由反射鏡R1a到達形成在微動載台WFS1之光柵RG,而被偏光分束器PBS反射之測量光束LBx2 則經由反射鏡R1b到達光柵RG。此處所謂之「偏光分離」,係指將入射光束分離為P偏光成分與S偏光成分。
藉由測量光束LBx1 、LBx2 之照射而從光柵RG產生之既定次數之繞射光束、例如1次繞射光束,分別經由透鏡L2a、L2b被λ/4板WP1a、WP1b轉換為圓偏光後,被反射鏡R2a、R2b反射而再度通過λ/4板WP1a、WP1b,反方向循著與來路相同之光路到達偏光分束器PBS。
到達偏光分束器PBS之2個1次繞射光束,其偏光方向各自相對原來方向旋轉90度。因此,先透射過偏光分束器PBS之測量光束LBx1 之1次繞射光束被偏光分束器PBS反射。先被偏光分束器PBS反射之測量光束LBx2 之1次繞射光束透射過偏光分束器PBS。據此,測量光束LBx1 、LBx2 之各1次繞射光束即被合成於同軸上成為合成光束LBx12 。合成光束LBx12 被反射鏡R3b將其光路彎折為平行於Y軸,與Y軸平行的行進於測量臂71A之內部,透過前述反射面RP被送至圖10(B)所示之配置在測量臂71A之-Y側端部上面(或其上方)之X受光系統74x。
於X受光系統74x,被合成為合成光束LBx12 之測量光束LBx1 、LBx2 之1次繞射光束藉由未圖示之偏光件(檢光件)使其偏光方向一致,彼此干涉而成為干涉光,此干涉光被未圖示之光檢測器檢測出而被轉換為對應干涉光強度之電氣訊號。此處,當微動載台WFS1移動於測量方向(此場合,為X軸方向)時,二光束間之相位差產生變化而使干涉光之強度變化。此干涉光之強度變化被供應至主控制裝置20(參照圖13)作為微動載台WFS1於X軸方向之位置資訊。
如圖10(B)所示,於Y讀頭77ya、77yb分別射入從光源LDya、LDyb射出、被前述反射面RP將光路彎折90°而與Y軸平行之雷射光束LBya0 、LByb0 ,和前述同樣的,從Y讀頭77ya、77yb分別輸出被偏向分束器偏向分離之測量光束分別於光柵RG(之Y繞射光柵)之1次繞射光束之合成光束LBya12 、LByb12 ,而回到Y受光系統74ya、74yb。此處,從光源Ldya、Ldyb射出之雷射光束LBya0 、LByb0 、以及返回至Y受光系統74ya、74yb之合成光束LBya12 、LByb12 ,分別通過與圖10(B)之紙面垂直方向重疊之光路。又,如上所述,從光源射出之雷射光束LBya0 、LByb0 與回到Y受光系統74ya、74yb之合成光束LBya12 、LByb12 ,於Y讀頭77ya、77yb係於其內部分別將光路適當的加以彎折(圖示省略),以通過於Z軸方向分離之平行的光路。
圖11(A)係以立體圖顯示測量臂71A之前端部,圖11(B)係從+Z方向觀看測量臂71A之前端部上面之俯視圖。如圖11(A)及圖11(B)所示,X讀頭77x係從位於距測量臂71A之中央線CL等距離之與X軸平行之直線LX上之2點(參照圖11(B)之白圓圈),對光柵RG上之同一照射點照射測量光束LBx1 、LBx2 (圖11(A)中以實線所示)(參照圖10(A))。測量光束LBx1 、LBx2 之照射點、亦即X讀頭77x之檢測點(參照圖11(B)中之符號DP)與照射於晶圓W之照明光IL之照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置一致(參照圖1)。又,測量光束LBx1 、LBx2 ,實際上雖會在本體部81與空氣層之界面等折射,但圖10(A)等中,予以簡化圖示。
如圖10(B)所示,一對Y讀頭77ya、77yb係分別配置在測量臂71A之前述中央線CL之+X側、-X側。Y讀頭77ya,如圖11(A)及圖11(B)所示,配置在與Y軸平行之直線LYa上,從距直線LX相等距離之2點(參照圖11(B)之白圓圈)對光柵RG上之共通照射點照射圖11(A)中以虛線所示之測量光束LBya1 、LBya2 。測量光束LBya1 、LBya2 之照射點、亦即Y讀頭77ya之檢測點於圖11(B)中以符號DPya顯示。
Y讀頭77yb,係從相對中心線CL與Y讀頭77ya之測量光束LBya1 、LBya2 之射出點對稱之兩點(參照圖11(B)之白圓圈),對光柵RG上之共通照射點DPyb照射測量光束LByb1 、LByb2 。如圖11(B)所示,Y讀頭77ya,77yb各自之檢測點DPya,Dpyb配置於與X軸平行之直線LX上。
此處,主控制裝置20,係根據2個Y讀頭77ya、77yb之測量值之平均來決定微動載台WFS1之Y軸方向之位置。因此,本實施形態中,微動載台WFS1之Y軸方向位置係以檢測點DPya、Dpyb之中點為實質之測量點加以測量。中點DP與測量光束LBx1 、LBx2 之光柵RG上之照射點DP一致。
亦即,本實施形態中,關於微動載台WFS1之X軸方向及Y軸方向之位置資訊之測量,具有共通之檢測點,此檢測點與照射於晶圓W之照明光IL之照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置一致。因此,本實施形態中,主控制裝置20可藉由編碼器系統73之使用,在將標線片R之圖案轉印至微動載台WFS1上所裝載之晶圓W之既定照射區域時,微動載台WFS1之XY平面內之位置資訊之測量,能恆在緊挨曝光位置之下方(微動載台WFS1之背面側)進行。又,主控制裝置20根據一對Y讀頭77ya、77yb之測量值之差,測量微動載台WFS1之θz方向之旋轉量。
雷射干涉儀系統75,如圖11(A)所示,將三條測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 從測量臂71A之前端部射入微動載台WFS1之下面。雷射干涉儀系統75,具備分別照射此等三條測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 之三個雷射干涉儀75a~75c(參照圖13)。
雷射干涉儀系統75中,三條測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 ,如圖11(A)及圖11(B)所示,係從不位於測量臂71A上面上之同一直線上之三點分別與Z軸平行地射出。此處,三條測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 ,如圖11(B)所示,係從其重心與照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置一致之等腰三角形(或正三角形)之各頂點所相當之三點分別射出。此場合,測距光束LBz3 之射出點(照射點)位於中央線CL上,其餘測距光束LBz1 、LBz2 之射出點(照射點)則距中央線CL等距離。本實施形態中,主控制裝置20使用雷射干涉儀系統75測量微動載台WFS1之Z軸方向位置、θx方向及θy方向之旋轉量之資訊。又,雷射干涉儀75a~75c設在測量臂71A之-Y側端部上面(或其上方)。從雷射干涉儀75a~75c往-Z方向射出之測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 ,經由前述反射面RP於測量臂71A內沿Y軸方向行進,其光路分別被彎折而從上述三點射出。
本實施形態中,於微動載台WFS1之下面設有使來自編碼器系統73之各測量光束透射、阻止來自雷射干涉儀系統75之各測距光束透射之選波濾波器(圖示省略)。此場合,選波濾波器亦兼作為來自雷射干涉儀系統75之各測距光束之反射面。選波濾波器係使用具有波長選擇性之薄膜等,本實施形態中,係例如設於透明板(本體部81)之一面,而光柵RG相對該一面配置在晶圓保持具側。
由以上說明可知,主控制裝置20可藉由微動載台位置測量系統70A之編碼器系統73及雷射干涉儀系統75之使用,測量微動載台WFS1之6自由度方向之位置。此場合,於編碼器系統73,由於測量光束在空氣中之光路長極短且大致相等,因此能幾乎忽視空氣波動之影響。因此,可藉由編碼器系統73高精度的測量微動載台WFS1於XY平面內之位置資訊(亦含θz方向)。此外,編碼器系統73之X軸方向及Y軸方向之實質的光柵上之檢測點、及雷射干涉儀系統75於Z軸方向之微動載台WFS1下面上之檢測點,分別與曝光區域IA之中心(曝光位置)一致,因此能將所謂因檢測點與曝光位置在XY平面內之偏移而產生之阿貝誤差之發生抑制至實質上可忽視之程度。因此,主控制裝置20可藉由微動載台位置測量系統70A之使用,在無因檢測點與曝光位置在XY平面內之偏移而產生之阿貝誤差之情形下,高精度測量微動載台WFS1之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。又,粗動載台WCS1位於投影單元PU下方,當於粗動載台WCS1可移動地支承微動載台WFS2時,主控制裝置20可藉由使用微動載台位置測量系統70A測量微動載台WFS2在6自由度方向之位置,特別是能在無阿貝誤差之情形下,高精度測量微動載台WFS2之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。
又,測量站300所具備之微動載台位置測量系統70B如圖1所示與微動載台位置測量系統70A為大致左右對稱,為相同之構成。是以,微動載台位置測量系統70B所具備之測量臂71B係以Y軸方向為長邊方向,其+Y側之端部附近透過支承構件72B被主框架BD大致懸臂支承。
粗動載台WCS2位於對準裝置99下方,當於粗動載台WCS2可移動地支承微動載台WFS2或WFS1時,主控制裝置20可藉由使用微動載台位置測量系統70B測量微動載台WFS2(或WFS1)在6自由度方向之位置,特別是能在無阿貝誤差之情形下,高精度測量微動載台WFS2(或WFS1)之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。
圖13,係顯示曝光裝置100之控制系統之主要構成。控制系統係以曝光裝置100之控制系統為中心構成。主控制裝置20包含工作站(或微電腦)等,係統籌控制前述局部液浸裝置8、粗動載台驅動系統51A,51B、微動載台驅動系統52A,52B、以及中繼載台驅動系統53等曝光裝置100之構成各部。
以上述方式構成之本實施形態之曝光裝置100,於元件之製造時,係對位於曝光站200之粗動載台WCS1所保持之一微動載台WFS(此處例如為WFS1)所保持之晶圓W進行步進掃描方式之曝光,以於該晶圓W上之複數個照射區域分別轉印標線片R之圖案。此步進掃描方式之曝光動作,係藉由主控制裝置20,根據事前進行之晶圓對準之結果(例如將以全晶圓增強型對準(EGA)所得之晶圓W上各照射區域之排列座標,轉換為以第2基準標記為基準之座標的資訊)、及標線片對準之結果等,反覆將微動載台WFS1往用以使晶圓W上之各照射區域曝光之掃描開始位置(加速開始位置)移動之照射區域間移動動作、以及以掃描曝光方式將形成於標線片R之圖案轉印於各照射區域之掃描曝光動作,藉此來進行。此外,上述曝光動作係在前端透鏡191與晶圓W之間保持有液體Lq之狀態下、亦即藉由液浸曝光進行。又,係依自位於+Y側之照射區域往位於-Y側之照射區域之順序進行。此外,關於EGA例如詳細揭示於例如美國專利第4,780,617號說明書等。
本實施形態之曝光裝置100中,係在上述一連串曝光動作中,藉由主控制裝置20使用微動載台位置測量系統70A測量微動載台WFS1(晶圓W)之位置,並根據此測量結果控制晶圓W之位置。
又,上述掃描曝光動作時,雖需於Y軸方向以高加速度驅動晶圓W,但本實施形態之曝光裝置100,主控制裝置20於掃描曝光動作時,係如圖12(A)所示,原則上不驅動粗動載台WCS1而僅將微動載台WFS1驅動於Y軸方向(視需要亦包含其他5自由度方向)(參照圖12(A)之黑箭頭),據以於Y軸方向掃描晶圓W。此係由於與驅動粗動載台WCS1之情形相較,僅使微動載台WFS1移動時之驅動對象之重量較輕,較有利於能以高加速度驅動晶圓W之故。又,如前所述,由於微動載台位置測量系統70A之位置測量精度高於晶圓載台位置測量系統16A,因此在掃描曝光時驅動微動載台WFS1是較有利的。又,在此掃描曝光時,因微動載台WFS1之驅動產生之反作用力(參照圖12(A)之白箭頭)之作用,粗動載台WCS1被驅動往微動載台WFS1之相反側。亦即,粗動載台WCS1具有配衡質量之功能,而保存由晶圓載台WST1整體構成之系統之運動量,不會產生重心移動,因此不致因微動載台WFS1之掃描驅動而對底盤12產生偏加重等之不理想狀態。
另一方面,在進行X軸方向之照射區域間移動(步進)動作時,由於微動載台WFS1往X軸方向之可移動量較少,因此主控制裝置20,如圖12(B)所示,藉由將粗動載台WCS1驅動於X軸方向,以使晶圓W移動於X軸方向。
與在上述一方之微動載台上對晶圓W進行曝光之動作並行地,在另一方之微動載台上進行晶圓交換及晶圓對準等。晶圓交換,係在支承微動載台WFS2之粗動載台WCS2位於測量站300附近之既定晶圓交換位置(前述之夾具單元102下方之位置)時,藉由夾具單元102及晶圓搬送臂118將已曝光之晶圓W從微動載台WFS2上卸載,且將新晶圓W裝載於微動載台WFS2上。
此處詳述晶圓之交換。此外,關於晶圓保持具對晶圓之吸附及其吸附之解除留後詳述,此處主要說明晶圓交換時之夾具單元102之動作。
作為開始晶圓交換之前提,係保持已曝光之晶圓W之微動載台WFS2位於夾具單元102下方之晶圓交換位置,而被粗動載台WCS2支承(參照圖3)。
首先,主控制裝置20係控制夾具單元102之驅動部104,將貝努里夾具108驅動至下方(參照圖14(A))。在此驅動中,主控制裝置20係監測間隙感測器112之測量值。又,當間隙感測器112之測量值成為既定之值、例如數μm程度時,主控制裝置20係停止貝努里夾具108之下降驅動,且調整從貝努里夾具108吹出之空氣之流速以維持該數μm之間隙。藉此,晶圓W隔著數μm程度之間隙,藉由貝努里夾具108被從上方以非接觸方式吸附保持(參照圖15(A))。
其次,主控制裝置20控制驅動部104,將以非接觸方式吸附保持有晶圓W之貝努里夾具108上升驅動(參照圖14(B))。接著,主控制裝置20係將在晶圓交換位置附近之待機位置待機之晶圓搬送臂118插入至保持於貝努里夾具108之晶圓W下方(參照圖14(B)、圖15(B)),解除貝努里夾具108之吸附後,將貝努里夾具108往上驅動些許。藉此,晶圓W係從下方保持於晶圓搬送臂118。
接著,主控制裝置20係經由晶圓搬送臂118將晶圓W搬送至自夾具單元102下方之晶圓交換位置往+X方向分離之晶圓搬出位置(例如塗布顯影器之晶圓交付位置(搬出側)),並載置於該晶圓搬出位置。圖15(C)係顯示晶圓搬送臂118從晶圓交換位置逐漸離開之樣子,圖14(C)係顯示晶圓搬送臂118已從晶圓交換位置離開之狀態。
其次,對微動載台WFS2之新(曝光前)晶圓W之裝載大致上係以與上述卸載之情形相反之程序,藉由主控制裝置20進行。
亦即,主控制裝置20係控制晶圓搬送臂118,藉由該晶圓搬送臂118將位於晶圓搬入位置(例如與塗布顯影器之晶圓交付位置(搬入側))之晶圓W搬入至夾具單元102下方之晶圓交換位置。
其次,主控制裝置20將貝努里夾具108下降驅動些許,以開始貝努里夾具108對晶圓W之吸附。又,主控制裝置20係將吸附有晶圓W之貝努里夾具108上升驅動些許,使晶圓搬送臂118往前述待機位置退離。
其次,主控制裝置20係根據從前述訊號處理系統116送來之晶圓W之X軸方向、Y軸方向之位置偏移與旋轉誤差之資訊,監測相對位置測量器22A與晶圓載台位置測量系統16B之測量值而修正晶圓W之位置偏移與旋轉誤差,同時透過微動載台驅動系統52B(以及粗動載台驅動系統51B)調整微動載台WFS2在XY平面內之位置(包含θz旋轉)。
其次,主控制裝置20將貝努里夾具108下降驅動至晶圓W之背面抵接於微動載台WFS2之晶圓保持具之位置為止,在解除貝努里夾具108對晶圓W之吸附後,將貝努里夾具108往上方驅動既定量。藉此,新的晶圓W裝載於微動載台WFS2上。其次,對該新的晶圓W進行對準。
在進行晶圓對準時,主控制裝置20首先係驅動微動載台WFS2以將微動載台WFS2上之測量板片86定位於緊挨第一對準系統AL1之下方,並使用第一對準系統AL1檢測第2基準標記。又,主控制裝置20係例如美國專利申請公開第2008/0088843號說明書等所揭示,使晶圓載台WST2移動於例如-Y方向,將晶圓載台WST定位於其移動路徑上之複數處,於每次定位時使用對準系統AL1,AL21 ~AL24 之至少一個檢測出對準照射區域(取樣照射區域)之對準標記之位置資訊。例如,當考量進行四次之定位之情形,主控制裝置20係在進行第一次之定位時,使用第一對準系統AL1、第二對準系統AL22 ,AL23 ,檢測在三處之取樣照射區域之對準標記(以下亦稱為取樣標記),在進行第二次之定位時,使用對準系統AL1、對準系統AL21 ~AL24 ,檢測在晶圓W上之五個取樣標記,在進行第三次之定位時,使用對準系統AL1、對準系統AL21 ~AL24 檢測五個取樣標記,在進行第四次之定位時,使用第一對準系統AL1、第二對準系統AL22 ,AL23 檢測三個取樣標記。藉此,與以單一對準系統依序檢測十六處之對準標記之情形相較,可在更短時間內取得合計十六處之對準照射區域中對準標記之位置資訊。此情形下,係與上述晶圓載台WST2之移動動作連動,對準系統AL1,AL22 ,AL23 分別檢測依序配置於檢測區域(相當於例如檢測光之照射區域)內之沿Y軸方向排列之複數個對準標記(取樣標記)。是以,在上述對準標記之測量時,無須使晶圓載台WST2移動於X軸方向。
本實施形態中,主控制裝置20包含第2基準標記之檢測在內,於晶圓對準時,係使用包含測量臂71B之微動載台位置測量系統70B進行晶圓對準時粗動載台WCS2所支承之微動載台WFS2在XY平面內之位置測量。不過,並不限於此,當晶圓對準時之微動載台WFS2之移動係與粗動載台WCS2一體進行時,亦可一邊透過前述晶圓載台位置測量系統16B測量晶圓W之位置一邊進行晶圓對準。又,由於測量站300與曝光站200為分離,因此在晶圓對準時與曝光時,微動載台WFS2之位置係在不同之座標系統上作管理。因此,主控制裝置20將以晶圓對準所得之晶圓W上各照射區域之排列座標,轉換為以第2基準標記為基準之排列座標。
雖如上述地結束對微動載台WFS2所保持之晶圓W進行之晶圓對準,但此時在曝光站200仍對微動載台WFS1所保持之晶圓W持續進行曝光。圖16(A)係顯示在此對晶圓W進行之晶圓對準結束之階段下粗動載台WCS1,WCS2及中繼載台DRST之位置關係。
主控制裝置20,係透過粗動載台驅動系統51B使晶圓載台WST2如圖16(B)中之白箭頭所示往-Y方向驅動既定距離,以接觸於在既定待機位置(與例如投影光學系統PL之光軸AX與第一對準系統AL1之檢測中心之中央位置大致一致)之中繼載台DRST或靠近至相隔500μm左右。
其次,主控制裝置20係控制流動於微動載台驅動系統52B,52C之YZ線圈之電流,藉由電磁力(羅倫茲力)將微動載台WFS2如圖16(C)中之黑箭頭所示往-Y方向驅動,以從粗動載台WCS2將微動載台WFS2移載往中繼載台DRST。圖16(D),係顯示微動載台WFS2往中繼載台DRST之移載已結束之狀態。
主控制裝置20,在使中繼載台DRST及粗動載台WCS2待機於如圖16(D)所示之位置之狀態下,等待對微動載台WFS1上之晶圓W之曝光結束。
圖18係顯示曝光結束後一刻之晶圓載台WST1之狀態。
主控制裝置20在曝光結束前,如圖17之白箭頭所示,透過板片驅動系統58從圖5所示之待機位置將可動板片BL往下方驅動既定量。藉此,如圖17所示,可動板片BL上面與位於投影光學系統PL之下方之微動載台WFS1(及晶圓W)上面位於同一面上。接著,主控制裝置20在此狀態下等待曝光結束。
接著,在曝光結束時,主控制裝置20透過板片驅動系統58將可動板片BL往+Y方向驅動既定量(參照圖18中之白箭頭),並使可動板片BL接觸於或隔著300μm左右之間隙靠近於微動載台WFS1。亦即,主控制裝置20,係將可動板片BL與微動載台WFS1設定於近接狀態。
其後,主控制裝置20如圖19所示,一邊維持可動板片BL與微動載台WFS1之近接狀態,一邊與晶圓載台WST1一體地將可動板片BL驅動於+Y方向(參照圖19之白箭頭)。藉此,在與前端透鏡191之間保持之液體Lq所形成之液浸空間區域(液體Lq),係從微動載台WFS1交付至可動板片BL。圖19,係顯示液體Lq所形成之液浸空間從微動載台WFS1交付至可動板片BL前一刻之狀態。在此圖19之狀態下,在前端透鏡191與微動載台WFS1及可動板片BL之間保持有液體Lq。此外,當使可動板片BL與微動載台WFS1靠近驅動時,最好係將可動板片BL與微動載台WFS1之間距(間隙)設定成可防止或抑制液體Lq之漏出。
又,當液浸空間區域從微動載台WFS1交付至可動板片BL後,如圖20所示,保持微動載台WFS1之粗動載台WCS1係在前述待機位置保持微動載台WFS2,以與粗動載台WCS2靠近之狀態下接觸於待機之中繼載台DRST或隔著300μm左右之間隙靠近。保持此微動載台WFS1之粗動載台WCS1再往+Y方向移動途中之階段下,主控制裝置20透過搬送構件驅動系統54將搬送裝置46之搬送構件48插入於粗動載台WCS1之空間部內。
接著,保持微動載台WFS1之粗動載台WCS1在接觸或靠近於中繼載台DRST之時點,主控制裝置20將搬送構件48往上方驅動,以自下方支承微動載台WFS1。
接著,在此狀態下,主控制裝置20解除未圖示之鎖定機構,將粗動載台WCS1分離成第1部分WCS1a與第2部分WCS1b。藉此,微動載台WFS1即可從粗動載台WCS1脫離。因此,主控制裝置20,如圖21(A)之白箭頭所示地將支承微動載台WFS1之搬送構件48驅動至下方。
接著,主控制裝置20在使粗動載台WCS1之第1部分WCS1a與第2部分WCS1b合體後,鎖定未圖示之鎖定機構。
其次,主控制裝置20使從下方支承微動載台WFS1之搬送構件48移動至中繼載台DRST之載台本體44內部。圖21(B)係顯示進行搬送構件48之移動中之狀態。又,主控制裝置20係與搬送構件48之移動並行地控制流動於微動載台驅動系統52C,52A之Y驅動線圈之電流,藉由電磁力(勞倫茲力)將微動載台WFS2如圖21(B)之黑箭頭所示地驅動於-Y方向,以將微動載台WFS2從中繼載台DRST移載(滑移)至粗動載台WCS1。
又,主控制裝置20,以將微動載台WFS1完全收容於中繼載台DRST之空間之方式,將搬送構件48之搬送構件本體收容於中繼載台DRST之空間後,將保持微動載台WFS1之移動構件在搬送構件本體上移動至+Y方向(參照圖21(C)中之白箭頭)。
其次,主控制裝置20將保持有微動載台WFS2之粗動載台WCS1移動往-Y方向,將在與前端透鏡191之間保持之液浸空間區域從可動板片BL交付至微動載台WFS2。此液浸空間(液體Lq)之交付,係以與前述之液浸區域從微動載台WFS1往可動板片BL之交付相反之程序進行。
接著,主控制裝置20在曝光開始前,使用前述一對標線片對準系統RA1 、RA2 、及微動載台WFS2之測量板片86上之一對第1基準標記等,以與一般掃描步進機相同之程序(例如,美國專利第5,646,413號說明書等所揭示之程序)進行標線片對準。圖21(D)係將標線片對準中之微動載台WFS2與保持其之粗動載台WCS1一起顯示。之後,主控制裝置20根據標線片對準之結果、與晶圓對準之結果(以晶圓W上各照射區域之第2基準標記為基準之排列座標)進行步進掃描方式之曝光動作,將標線片R之圖案分別轉印至晶圓W上之複數個照射區域。此曝光動作,自圖21(E)及圖21(F)可清楚得知,在標線片對準後,係使微動載台WFS2暫時返回至-Y側,依晶圓W上之+Y側照射區域往-Y側照射區域之順序進行。
與上述液浸空間之交付、標線片對準及曝光並行地進行如以下之動作。
亦即,主控制裝置20,如圖21(D)所示將保持微動載台WFS1之搬送構件48移動至粗動載台WCS2之空間內。此時,主控制裝置20係與搬送構件48之移動一起將保持微動載台WFS1之移動構件在搬送構件本體上移動至+Y方向。
其次,主控制裝置20解除未圖示之鎖定機構,將粗動載台WCS2分離成第1部分WCS2a與第2部分WCS2b,且如圖21(E)之白箭頭所示地將保持微動載台WFS1之搬送構件48驅動至上方,並將微動載台WFS1定位於微動載台WFS1所具備之各一對可動件部能卡合於粗動載台WCS2之一對固定件部之高度。
接著,主控制裝置20使粗動載台WCS2之第1部分WCS2a與第2部分WCS2b合體。藉此,保持已曝光晶圓W之微動載台WFS1被支承於粗動載台WCS2。接著,主控制裝置20鎖定未圖示之鎖定機構。
其次,主控制裝置20,將支承微動載台WFS1之粗動載台WCS2如圖21(F)之白箭頭所示地往+Y方向驅動,以使之移動至測量站300。
其後,藉由主控制裝置20,在微動載台WFS1上與前述同樣之程序進行晶圓交換、第2基準標記之檢測、晶圓對準等。
接著,主控制裝置20將以晶圓對準結果所得之晶圓W上各照射區域之排列座標,轉換為以第2基準標記為基準之排列座標。此時,亦使用微動載台位置測量系統70B進行對準時之微動載台WFS1之位置測量。
雖如上述地結束對微動載台WFS1所保持之晶圓W進行之晶圓對準,但此時在曝光站200仍對微動載台WFS2所保持之晶圓W持續進行曝光。
接著,主控制裝置20,與前述同樣地將微動載台WFS1移載往中繼載台DRST。主控制裝置20,在使中繼載台DRST及粗動載台WCS2待機於前述待機位置之狀態下,等待對微動載台WFS2上之晶圓W之曝光結束。
其後,交互使用微動載台WFS1,WFS2反覆進行相同之處理,連續對複數片晶圓W進行曝光處理。
其次,說明晶圓保持具對晶圓W之吸附及其吸附之解除。圖22(A)係概略顯示微動載台WFS1之構成。此外,圖22(A)~圖22(C)雖係顯示微動載台WFS1,但微動載台WFS2亦係相同之構成。
如圖22(A)所示,於微動載台WFS之本體部81形成有吸引用開口部81a。吸引用開口部81a之位置並未特別限定,例如可形成於本體部81之側面、下面等。又,於本體部81之內部設有配管構件87a,其係經由形成於晶圓保持具WH底部之開口部、以及吸引用開口部81a使外部空間與形成在晶圓保持具WH與晶圓W背面間之減壓室88連通。於配管構件87a之管路途中配置有檢查閥CVa。檢查閥Cva藉由將配管構件87a內之氣流方向限制於從減壓室88朝向外部空間之一方向(參照圖22(A)之黑箭頭)、亦即使壓力較減壓室88內之氣體高之氣體不從外部空間流入減壓室88內,以維持減壓室88之減壓狀態。
又,曝光裝置100,在晶圓載台WST1(或WST2)為了使用夾具單元102交換晶圓W而位於圖3所示之晶圓交換位置時,係如圖22(B)及圖22(C)所示,具有一定位成其一端經由吸引用開口部81a插入於配管構件87a內之吸引用配管80a。吸引用配管80a之另一端連接於未圖示之真空閥。主控制裝置20(參照圖13)在將晶圓W載置於晶圓保持具WH2後,即控制真空閥吸引減壓室88內之氣體。吸引用配管80a與配管構件87a之間藉由未圖示之O形環而被密閉。藉此,減壓室88內之壓力變得較外部空間之壓力低,使晶圓W吸附保持於晶圓保持具WH。又,當減壓室88內之壓力成為既定之壓力後,主控制裝置20即停止真空閥對減壓室88之氣體之吸引。其後,即使晶圓載台WST1(或WST2)從晶圓交換位置移動而使吸引用配管80a從配管構件87a拔除,由於亦藉由檢查閥Cva阻塞配管構件87a之管路途中,因此可維持減壓室88之減壓狀態,維持晶圓W吸附保持於晶圓保持具WH之狀態。
又,由於藉由檢查閥Cva維持減壓室88之減壓狀態,因此不須對微動載台WFS1,WFS2連接例如用以吸引減壓室88內之氣體之配管構件(例如管體)。是以,微動載台WFS1,WFS2可從粗動載台WCS1,WCS2脫離,兩個粗動載台WCS1,WCS2及中繼載台DRST彼此間之微動載台WFS1(或WFS2)之交付等可毫無障礙地進行。
又,由於在減壓室88之減壓狀態常時被維持時,晶圓W之卸載時即難以使用貝努里夾具108(參照圖3)保持晶圓W,因此於本體部81如圖22(A)所示設有用以解除減壓室88之減壓狀態之配管構件87a。配管構件87a與配管構件87a同樣地,經由形成於晶圓WH底部之開口部及形成於本體部81之解除用開口部81b使減壓室88與外部空間連通。解除用開口部81b之位置並未特別限定,例如可形成於本體部81之側面、下面等。於配管構件87a之管路途中配置有檢查閥CVb。檢查閥CVb藉由將配管構件87b內之氣流方向限制於從外部空間朝向減壓室88之一方向(參照圖22(A)之黑箭頭)。此外,將檢查閥CVb之閥構件(在圖22(A)~圖22(C)中例如為球體)彈壓往關閉位置之彈簧,其彈簧常數係設定成減壓室88在成為減壓空間之狀態(圖22(A)所示之狀態)下閥構件不會移動至開啟位置(在圖22(B)之狀態下檢查閥不開啟)。
又,曝光裝置100,在晶圓載台WST1(或WST2)位於圖3所示之晶圓交換位置時,係如圖22(B)及圖22(C)所示,具有一定位成其一端從解除用開口部81b插入於配管構件87b內之氣體供應用配管80b。氣體供應用配管80b之另一端連接於未圖示之氣體供應裝置。在卸載晶圓W時,主控制裝置20係控制氣體供應裝置使高壓氣體噴出至配管構件87b內。藉此檢查閥CVb成為開啟狀態,高壓氣體導入至減壓室88內,而解除晶圓保持具WH對晶圓W之吸附保持。又,從氣體供應裝置導入至減壓室88之氣體由於係從晶圓W下方朝向晶圓W之背面噴出,因此,晶圓W之自重被消除。亦即,氣體供應裝置輔助貝努里夾具108保持(上頂)晶圓W之動作。因此,貝努里夾具對晶圓之吸附保持力即使較小亦可,而能使夾具單元102小型化。此外,當使用藉由靜電吸附保持晶圓之晶圓保持具時,亦可於微動載台搭載可充電之電池,並在圖3所示之晶圓交換位置與晶圓之交換一併地進行電池之充電。此情形下,只要先於微動載台設置受電用端子,且於晶圓交換位置附近配置在晶圓載台位於晶圓交換位置時定位成與上述受電用端子電氣連接之供電用端子即可。
如以上所詳細說明,根據本實施形態之曝光裝置100,在保持有晶圓W之微動載台WFS2(或WFS1)位於夾具單元102下方之晶圓交換位置時,係藉由晶圓載台WST2之貝努里夾具108從上方以非接觸方式保持晶圓W,而能從微動載台WFS2(或WFS1)搬出。因此,不需為了從微動載台WFS2(或WFS1)卸載晶圓W,而將用以收容該卸載用之臂等之缺口形成於微動載台WFS2(或WFS1)上之晶圓保持具。又,藉由貝努里夾具108從上方以非接觸方式保持晶圓W,而能裝載於微動載台WFS2(或WFS1)。是以,不需為了將晶圓W裝載於微動載台WFS2(或WFS1),而將用以收容該裝載用之臂等之缺口形成於微動載台WFS2(或WFS1)上之晶圓保持具。又,根據本實施形態之曝光裝置100,不需將用以交付晶圓之上下動構件(亦稱為中央頂起構件或中央台)設於微動載台WFS2(或WFS1)。因此,藉由微動載台WFS2(或WFS1)上之晶圓保持具能將晶圓W包含其周邊之照射區域在內於全面均一地吸附保持,並能於全面良好地維持晶圓W之平坦度。
又,根據本實施形態之曝光裝置100,於微動載台WFS1及WFS2之與XY平面實質平行之一面分別設有形成有光柵RG之測量面。微動載台WFS2(或WFS1)藉由粗動載台WCS1(或WCS2)保持成可沿XY平面相對移動。又,微動載台位置測量系統70A(70B)具有X讀頭77x、Y讀頭77ya,77yb,係於粗動載台WCS1之空間部內配置成與形成有光柵RG之測量面對向,對測量面分別照射一對測量光束LBx1 、LBx2 ,LBya1 ,LBya2 ,LByb1 ,LByb2 ,並接收該測量光束之來自測量面之光(例如各測量光束因繞射光柵RG產生之一次繞射光束之合成光束LBx12 ,LBya12 ,LByb12 )。接著,藉由微動載台位置測量系統70A(70B),根據該X讀頭77x、Y讀頭77y1,77y2之輸出測量微動載台WFS1(WFS2)之至少在XY平面內之位置資訊(包含θz方向之旋轉資訊)。是以,係從X讀頭77x、Y讀頭77y1,77y2對微動載台WFS1(WFS2)之形成有光柵RG之測量面分別照射一對測量光束LBx1 、LBx2 ,LBya1 ,LBya2 ,LByb1 ,LByb2 ,而能藉由所謂背面測量以良好精度測量微動載台WFS1(WFS2)在XY平面內之位置資訊。接著,藉由主控制裝置20,透過微動載台驅動系統52A、或(微動載台驅動系統52A及粗動載台驅動系統51A)、(或透過微動載台驅動系統52B、或(微動載台驅動系統52B及粗動載台驅動系統51B)),根據以微動載台位置測量系統70A(或70B)測量之位置資訊,使微動載台WFS1(WFS2)單獨或與WCS1(或WCS2)一體被驅動。又,如上所述,由於不須於微動載台上設置上下動構件,因此即使採用上述背面測量亦不會特別產生問題。
又,根據本實施形態之曝光裝置100,係在曝光站200中,以可相對移動之方式保持於粗動載台WCS1之微動載台WFS1(或WFS2)上所載置之晶圓W係透過標線片R及投影光學系統PL以曝光用光IL曝光。此時,以可移動之方式保持於粗動載台WCS1之微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置資訊,係藉由主控制裝置20,使用具有測量臂71A(與配置在微動載台WFS1(或WFS2)之光柵RG對向)之微動載台位置測量系統70A之編碼器系統73測量。此情形下,於粗動載台WCS1其內部形成有空間部,微動載台位置測量系統70A之各讀頭配置在此空間部內,因此微動載台WFS1(或WFS2)與微動載台位置測量系統70A之各讀頭之間僅存在空間。因此,能將各讀頭配置成接近微動載台WFS1(或WFS2)(光柵RG),如此,即能以微動載台位置測量系統70A高精度的測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。又,此結果,即可高精度地以主控制裝置20透過粗動載台驅動系統51A及/或微動載台驅動系統52A進行之微動載台WFS1(或WFS2)之驅動。
又,此場合,從測量臂71A射出、構成微動載台位置測量系統70A之編碼器系統73、雷射干涉儀系統75之各讀頭之測量光束於光柵RG上之照射點,與照射於晶圓W之照明光IL之照射區域(曝光區域)IA之中心(曝光位置)一致。此處,雖並非所有測量光束之照射點均與曝光中心一致,但可抑制阿貝誤差之影響或可忽視之程度。因此,主控制裝置20能在不受所謂阿貝誤差之影響之情形下,高精度的測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。又,藉由將測量臂71A配置在緊接著光柵RG之下方,可極力的縮短編碼器系統73之各讀頭之測量光束於大氣中之光路長,因此空氣波動之影響降低,就此點來看,亦能高精度的測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。
又,本實施形態中,於測量站300設有與微動載台位置測量系統70A左右對稱地構成之微動載台位置測量系統70B。又,測量站300中,藉由對準系統AL1,AL21 ~AL24 等對保持於粗動載台WCS2之微動載台WFS2(或WFS1)上之晶圓W進行晶圓對準時,以可移動之方式保持於粗動載台WCS2之微動載台WFS2(或WFS1)在XY平面內之位置資訊,係藉由微動載台位置測量系統70B高精度地測量。此結果,即可高精度地以主控制裝置20透過粗動載台驅動系統51B及/或微動載台驅動系統52B進行之微動載台WFS2(或WFS1)之驅動。
因此例如藉由以照明光IL使該晶圓W曝光,即能於該晶圓W之全面以良好精度形成圖案。
又,根據本實施形態,保持曝光前晶圓之微動載台WFS2(或WFS1)從粗動載台WCS2往中繼載台DRST之交付及從中繼載台DRST往粗動載台WCS1之交付,係藉由沿粗動載台WCS2、中繼載台DRST、以及粗動載台WCS1之上端面(包含一對固定件部93a,93b之與XY平面平行之面(第1面))使微動載台WFS2(或WFS1)滑動來進行。又,保持已曝光晶圓之微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS1往中繼載台DRST之交付及從中繼載台DRST往粗動載台WCS2之交付,係藉由在位於第1面之-Z側之粗動載台WCS2、中繼載台DRST、以及粗動載台WCS1內部之空間內使微動載台WFS1(或WFS2)移動來進行。因此,在粗動載台WCS1與中繼載台DRST之間、以及粗動載台WCS2與中繼載台DRST之間之晶圓之交付,可在極力抑制裝置之覆蓋區之增加之狀態下實現。因此,可維持運轉成本或減低。
又,上述實施形態中,中繼載台DRST雖係可在XY平面內移動之構成,但從前述一連串並行處理動作之說明可清楚得知,實際之行程中係待機於前述待機位置。此點亦可抑制裝置之覆蓋區之增加。
又,根據本實施形態之曝光裝置100,由於能以良好精度驅動微動載台WFS1(或WFS2),因此能將此微動載台WFS1(或WFS2)所載置之晶圓W與標線片載台RST(標線片R)同步以良好精度驅動,藉由掃描曝光,以良好精度將標線片R之圖案轉印至晶圓W上。此外,本實施形態之曝光裝置100,由於能與在曝光站200對微動載台WFS1(或WFS2)上所載置之晶圓W進行之曝光動作並行地,在測量站300進行微動載台WFS1(或WFS2)上之晶圓交換及對該晶圓W之對準測量等,因此與將晶圓交換、對準測量、曝光之各處理於各程序進行之情形相較,能提升產能。
此外,上述實施形態中,係說明了具備藉由驅動部104上下動之貝努里夾具108之夾具單元102與晶圓搬送臂118之協同動作,進行微動載台WFS1或WFS2上之晶圓交換之情形。並不限於此,亦可例如圖23(A)所示之變形例,於可上下動之水平多關節機器人之臂(以下簡稱為機器臂)120之前端固定貝努里夾具108,藉此構成搬送裝置。
在圖23(A)之構成之搬送裝置之情形,晶圓交換係以如下程序進行。
以開始晶圓交換為前提,保持已曝光之晶圓W之微動載台WFS2位於夾具單元102下方之晶圓交換位置,而受到粗動載台WCS2之支承(參照圖23(A))。又,貝努里夾具108待機於既定之待機位置(參照圖23(A))。首先,藉由主控制裝置20控制機器臂120,將貝努里夾具108驅動至下方。在此驅動中,藉由主控制裝置20以與前述相同之程序,根據間隙感測器之測量值控制機器臂120及貝努里夾具108。藉此,隔著數μm程度之間隙,藉由貝努里夾具108從上方以非接觸方式吸附保持晶圓W(參照圖23(B))。
接著,主控制裝置20控制機器臂120,使以非接觸方式吸附保持有晶圓W之貝努里夾具108上升後,在水平面內驅動。藉此,將晶圓W從晶圓交換位置搬送至往+X方向分離之晶圓搬出位置,而載置於晶圓搬出位置。圖23(C)係顯示機器臂120從晶圓交換位置逐漸離開之情形。
其次,晶圓對微動載台WFS2之新(曝光前)晶圓W之裝載,係大致以與上述卸載時相反之程序,由主控制裝置20進行(詳細說明省略)。此情形亦同樣地,根據從前述訊號處理系統116送來之晶圓W之X軸方向、Y軸方向之位置偏移與旋轉誤差之資訊,藉由主控制裝置20基於相對位置測量器22A與晶圓載台位置測量系統16B之測量值並透過微動載台驅動系統52B(以及粗動載台驅動系統51B)調整微動載台WFS2在XY平面內之位置(包含θz旋轉),以修正晶圓W之位置偏移與旋轉誤差。
此外,如圖24(A)所示,亦可係能將與夾具單元102相同構成之夾具單元102’(最好係較夾具單元102更輕量者)沿導件122驅動之構成。此圖24(A)之變形例之搬送裝置,係在主控制裝置20之控制下,藉由與前述實施形態相同之程序,藉由貝努里夾具108從上方以非接觸方式吸附保持晶圓W(參照圖23(A))。其次,藉由主控制裝置20,將以非接觸方式吸附保持有晶圓W之貝努里夾具108上升驅動後,沿導件122朝向晶圓搬出位置搬送(參照圖24(B))。
其次,晶圓對微動載台WFS2之新(曝光前)晶圓W之裝載,係大致以與上述卸載時相反之程序,由主控制裝置20進行(詳細說明省略)。此情形亦可與前述同樣地修正晶圓W之位置偏移與旋轉誤差。
此外,上述實施形態中,說明了為了調整晶圓裝載時之位置偏移與旋轉誤差,而設置三個攝影元件114a~114c之情形,但並不限於此,亦可設置檢測晶圓上之標記(或圖案)之檢測系統、例如具備CCS等之複數個顯微鏡等。此情形下,主控制裝置亦可使用該複數個顯微鏡檢測三個以上之標記位置,並使用其檢測結果進行既定之統計運算,藉此算出晶圓W之位置偏移與旋轉誤差。
又,上述實施形態中,雖說明了除了粗動載台WCS1,WCS2以外亦具備中繼載台DRST之情形,但中繼載台DRST亦並不一定要設置(參照例如後述之第2、第3實施形態)。此情形下,例如係在粗動載台WCS2與粗動載台WCS1之間直接交付微動載台、或例如透過機械臂等對粗動載台WCS1,WCS2交付微動載台即可。前者之情形,例如亦可於粗動載台WCS2設置搬送機構,該搬送機構係將微動載台交付至粗動載台WCS1,並從粗動載台WCS1承接微動載台而交付至未圖示之外部搬送系統。此情形下,只要藉由外部搬送系統將保持晶圓之微動載台安裝於粗動載台WCS2即可。在設置中繼載台時,而能相對縮小裝置之覆蓋區。
又,上述第1實施形態中,為了使微動載台WFS1,WFS2在兩個粗動載台WCS1,WCS2間作替換而使中繼載台DRST與粗動載台WCS1(WCS2)彼此靠近時,亦可不使中繼載台DRST與粗動載台WCS1(WCS2)彼此極端接近。亦可在中繼載台DRST與粗動載台WCS1(WCS2)之間之微動載台之移動時微動載台不過於傾斜(扼要言之即線性馬達之固定件與可動件彼此不接觸)之範圍內,使中繼載台DRST與粗動載台WCS1(或WCS2)分離。
《第2實施形態》
以下根據圖25~圖41(C)說明本發明之第2實施形態。此處,為了避免重複說明,針對與前述第1實施形態相同或同等之構成部分係使用相同或類似之符號,簡化或省略其說明。
圖25係從+X側觀看第2實施形態之曝光裝置1000之構成而概略顯示,圖26係顯示省略曝光裝置1000之一部分之俯視圖。又,圖27係顯示後述中央台及夾具單元附近。又,圖28(A)係顯示曝光裝置1000所具備之晶圓載台之從-Y方向觀看之側視圖,圖28(B)係顯示粗動載台之俯視圖。又,圖29(A)係顯示粗動載台之俯視圖,圖29(B)係顯示粗動載台分離成兩部分之狀態之俯視圖,圖30係顯示粗動載台為分離之狀態之晶圓載台之前視圖。進而,圖31係以方塊圖顯示曝光裝置1000之控制系統構成。控制系統於前述同樣地,係以統籌控制曝光裝置1000之構成各部之主控制裝置20為中心所構成。
曝光裝置1000係步進掃描方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。曝光裝置1000,如圖25所示,具備配置於底盤12上之-Y側端部附近之曝光站200、配置於底盤12上之+Y側端部附近之測量站300、配置於測量站300與前述曝光站200之間之中央台130及夾具單元102、兩個晶圓載台WST1,WST2、中繼載台DRST、以及此等之控制系統等。
中央台130如圖26所示,位於測量站300與曝光站200之間之位置,以其中心大致一致於前述基準軸LV之方式配置。中央台130如圖27所示,具備配置於底盤12內部之驅動裝置132、藉由該驅動裝置132上下驅動之軸134、固定於軸134上端之俯視Y字形(參照圖26)之台本體136。中央台130之驅動裝置132藉由主控制裝置20控制(參照圖31)。
夾具單元102例如圖27所示,雖具備與第1實施形態相同之驅動部104、軸106、以及圓盤狀之貝努里夾具108,但與第1實施形態不同的是,其配置於中央台130之大致上方近處(測量站300與曝光站200之間之位置)。於貝努里夾具108安裝有例如由靜電容感測器等構成之間隙感測器112(圖27中未圖示,參照圖31)。
再者,曝光裝置1000具備晶圓搬送臂118,其可在包含夾具單元102之位置與從夾具單元102之位置往例如+X方向分離之晶圓交付位置(例如在線連接於曝光裝置1000之塗布顯影器之晶圓交付位置(搬出側及搬入側))之區域內移動(參照圖26)。
除了上述以外,本第2實施形態之曝光裝置1000,與設有上述中央台130且於其上方近處配置有夾具單元對應地,載台系統之構成及主控制裝置20之控制算式亦分別與前述第1實施形態之曝光裝置100有一部分不同,但其他部分之構成等則與曝光裝置100相同。
亦即,將圖28(A)、圖28(B)、圖29(A)、圖29(B)、及圖30與前述圖4(A)、圖4(B)、圖6、及圖13比較後可知,本第2實施形態之載台系統中,如圖圖28(B)及圖29(A)所示,於粗動載台WCS1之粗動滑件部91長邊方向(X軸方向)中央之Y軸方向一側(+Y側)端部,形成有寬度較前述中央台130之驅動軸134之直徑大之U字形缺口95,除此之外則與前述第1實施形態之載台系統相同。由於在粗動滑件部91形成有缺口95,因此當如後所述藉由粗動載台WCS1將微動載台搬送至中央台130之上方近處時,驅動軸134不會妨礙粗動載台WCS1之動作。
曝光裝置1000中,例如圖26所示,粗動載台WCS2係與粗動載台WCS1相反朝向,亦即以粗動滑件部91之缺口95朝向Y軸方向另一側(-Y側)開口之面向配置於底盤12上。藉此,藉由粗動載台WCS2將微動載台搬送至中央台130之上方近處時,驅動軸134不會妨礙粗動載台WCS2之動作。
不過,為了要在粗動載台WCS1,WCS2之相互間直接交付微動載台,由於只要粗動載台WCS1,WCS2彼此接近即可,而不會妨礙驅動軸134,因此只要僅於粗動載台WCS1,WCS2中一方之粗動滑件部形成有缺口或開口部即足夠。
本第2實施形態之曝光裝置1000,在製造元件時,係對保持於粗動載台WCS1(位於曝光站200)之一方微動載台(此處例如為WFS1)所保持之晶圓W進行步進掃描方式之曝光,於該晶圓W之複數個照射區域分別轉印標線片R之圖案。此步進掃描方式之曝光動作,係藉由主控制裝置20,根據事前進行之晶圓對準之結果(例如將以全晶圓增強型對準(EGA)所得之晶圓W上各照射區域之排列座標,轉換為以測量板片86上之第2基準標記為基準之座標的資訊)、及標線片對準之結果等,反覆將微動載台WFS1往用以使晶圓W上之各照射區域曝光之掃描開始位置(加速開始位置)移動之照射區域間移動動作、以及以掃描曝光方式將形成於標線片R之圖案轉印於各照射區域之掃描曝光動作,藉此來進行。此外,上述曝光動作係藉由液浸曝光進行。又,係依自位於+Y側之照射區域往位於-Y側之照射區域之順序進行。
本實施形態之曝光裝置1000中,係在上述一連串曝光動作中,藉由主控制裝置20使用微動載台位置測量系統70A測量微動載台WFS1(晶圓W)之位置,並根據此測量結果控制晶圓W之位置。
與在上述一方之微動載台WFS1上對晶圓W進行曝光之動作並行地,在另一方之微動載台WFS2上進行晶圓交換及晶圓對準等。晶圓交換,係在保持已曝光晶圓W之微動載台WFS2位於既定之晶圓交換位置、亦即前述之夾具單元102下方之中央台130(台本體136)上時,藉由夾具單元102及晶圓搬送臂118,將已曝光之晶圓W從微動載台WFS2上卸載,且將新晶圓W裝載於微動載台WFS2上。
此處詳述晶圓交換。作為開始晶圓交換之前提,係保持已曝光之晶圓W之微動載台WFS2(WFS1)位於夾具單元102下方之晶圓交換位置,而被載置於中央台130之台本體136上(藉由台本體136支承)(參照圖27)。
首先,主控制裝置20係控制夾具單元102之驅動部104,將貝努里夾具108驅動至下方(參照圖32(A))。在此驅動中,主控制裝置20係監測間隙感測器112之測量值,當間隙感測器112之測量值成為既定之值、例如數μm程度時,主控制裝置20係停止貝努里夾具108之下降,且調整從貝努里夾具108吹出之空氣之流速以維持該數μm之間隙。藉此,晶圓W隔著數μm程度之間隙,藉由貝努里夾具108被從上方以非接觸方式吸附保持(參照圖33(A))。此處,在晶圓交換位置,與前述第1實施形態同樣地,微動載台WFS1連接於連接在加壓氣體之供應源之泵,且同樣地進行晶圓保持具對晶圓W之吸附解除、以及藉由從下方吹出加壓氣體以輔助貝努里夾具108對晶圓W之吸附保持動作。此外,包含吸附晶圓中之時點在內,在泵之停止狀態(非作動狀態)下,係藉由未圖示之檢查閥之作用關閉供氣管路。
其次,主控制裝置20控制驅動部104,將以非接觸方式吸附保持有晶圓W之貝努里夾具108上升驅動(參照圖32(B))。
接著,主控制裝置20係將在晶圓交換位置附近之待機位置待機之晶圓搬送臂118插入至保持於貝努里夾具108之晶圓W下方(參照圖32(B)、圖33(B)),解除貝努里夾具108之吸附後,將貝努里夾具108往上驅動些許。藉此,晶圓W係從下方保持於晶圓搬送臂118。
接著,主控制裝置20係控制晶圓搬送臂118,將晶圓W搬送至自夾具單元102下方之晶圓交換位置往-X方向分離之晶圓搬出位置(例如與線上連接於曝光裝置1000之塗布顯影器之晶圓交付位置(搬出側)),並載置於該晶圓搬出位置。圖33(C)係顯示晶圓搬送臂118從晶圓交換位置逐漸離開之樣子,圖32(C)係顯示晶圓搬送臂118已從晶圓交換位置離開之狀態。
其次,對微動載台WFS2之新(曝光前)晶圓W之裝載大致上係以與上述卸載之情形相反之程序,藉由主控制裝置20進行。
亦即,主控制裝置20係控制晶圓搬送臂118,承接該位於晶圓搬入位置(例如與塗布顯影器之晶圓交付位置(搬入側))之晶圓W,並搬送至夾具單元102下方之晶圓交換位置。
其次,主控制裝置20將貝努里夾具108下降驅動些許,以開始貝努里夾具108對晶圓W之吸附。又,將吸附有晶圓W之貝努里夾具108上升驅動些許,使晶圓搬送臂118往前述待機位置退離。
其次,主控制裝置20將貝努里夾具108下降驅動至晶圓W之背面抵接於微動載台WFS2之晶圓保持具之位置為止。其次,主控制裝置20在解除貝努里夾具108對晶圓W之吸附後,將貝努里夾具108往上方驅動既定量。藉此,新的晶圓W裝載於台本體136上所載置之微動載台WFS2上。此情形下,在晶圓交換位置,與前述同樣地,微動載台WFS1經由未圖示之排氣管路及配管連接於真空泵,藉由此真空泵之作動使晶圓保持具與晶圓之間所形成之減壓室成為負壓,以開始晶圓保持具對晶圓之吸附。接著,停止真空泵後,藉由未圖示之檢查閥之作用關閉排氣管路,以維持減壓室之減壓狀態。藉此,能將微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台分離而無障礙地搬送。
其後,藉由主控制裝置20與後述微動載台WFS1之情形同樣地,在將微動載台WFS2交付至粗動載台WCS2後,藉由主控制裝置20以與前述相同之程序進行對新晶圓W之對準。取得將例如藉由EGA所得之晶圓W上各照射區域之排列座標,轉換為以第2基準標記為基準之排列座標之資訊,作為此晶圓對準之結果。
雖如上述地結束對微動載台WFS2所保持之晶圓W進行之晶圓對準,但此時在曝光站200仍對微動載台WFS1所保持之晶圓W持續進行曝光。圖38(A)係顯示在此對晶圓W進行之晶圓對準結束之階段下粗動載台WCS1,WCS2之位置關係。
主控制裝置20,在使晶圓載台WST2待機於如圖38(A)所示之位置之狀態下,等待對微動載台WFS1上之晶圓W之曝光結束。
圖35係顯示曝光結束後一刻之晶圓載台WST1之狀態。
主控制裝置20在曝光結束前,如圖34之白箭頭所示,透過板片驅動系統58將在投影單元PU之-Y側待機之可動板片BL往下方驅動既定量。藉此,如圖34所示,可動板片BL上面與位於投影光學系統PL之下方之微動載台WFS1(及晶圓W)上面位於同一面上。接著,主控制裝置20在此狀態下等待曝光結束。
接著,在曝光結束時,主控制裝置20透過板片驅動系統58將可動板片BL往+Y方向驅動既定量(參照圖35中之白箭頭),並使可動板片BL接觸於或隔著300μm左右之間隙靠近於微動載台WFS1。亦即,主控制裝置20,係將可動板片BL與微動載台WFS1設定於近接狀態。
其後,主控制裝置20如圖36所示,一邊維持可動板片BL與微動載台WFS1之近接狀態,一邊與晶圓載台WST1一體地將可動板片BL驅動於+Y方向(參照圖36之白箭頭)。藉此,在與前端透鏡191之間保持之液體Lq所形成之液浸空間區域,係從微動載台WFS1交付至可動板片BL。圖36,係顯示液體Lq所形成之液浸空間從微動載台WFS1交付至可動板片BL前一刻之狀態。在此圖36之狀態下,在前端透鏡191與微動載台WFS1及可動板片BL之間保持有液體Lq。
又,如圖37所示,當液浸空間區域從微動載台WFS1交付至可動板片BL後,主控制裝置20係將保持微動載台WFS1之粗動載台WCS1再往+Y方向驅動,而移動至在待機位置保持微動載台WFS2並待機之粗動載台WCS2附近。藉此,如圖38(B)所示,成為粗動載台WCS1於內部空間收容中央台130,且在中央台130之上方近處支承微動載台WFS1之狀態。亦即,藉由粗動載台WCS1將微動載台WFS1搬送至中央台130之上方近處。圖39係以俯視圖顯示此時之兩載台之狀態。
接著,主控制裝置20透過中央台130之驅動裝置132將台本體136驅動至上方,而從下方支承微動載台WFS1。
接著,在此狀態下,主控制裝置20解除未圖示之鎖定機構,將粗動載台WCS1分離成第1部分WCS1a與第2部分WCS1b。藉此,微動載台WFS1即可從粗動載台WCS1脫離。因此,主控制裝置20,如圖38(A)之白箭頭所示地將支承微動載台WFS1之台本體136驅動至下方。
接著,主控制裝置20在使粗動載台WCS1之第1部分WCS1a與第2部分WCS1b合體後,鎖定未圖示之鎖定機構。
其次,主控制裝置20使晶圓載台WST2大致接觸於晶圓載台WST1,且使微動載台WFS2如圖38(D)之白箭頭所示往-Y方向驅動,以將微動載台WFS2從粗動載台WCS2移載(滑移)至粗動載台WCS1。
其次,主控制裝置20將支承有微動載台WFS2之粗動載台WCS1如圖40(A)之白箭頭所示移動往-Y方向,將在與前端透鏡191之間保持之液浸空間區域從可動板片BL交付至微動載台WFS2。此液浸空間(液體Lq)之交付,係以與前述之液浸區域從微動載台WFS1往可動板片BL之交付相反之程序進行。
接著,主控制裝置20在曝光開始前,以與前面相同之程序進行標線片對準。圖40(B)係將標線片對準中之微動載台WFS2與保持其之粗動載台WCS1一起顯示。之後,主控制裝置20根據標線片對準之結果、與晶圓對準之結果(以晶圓W上各照射區域之第2基準標記為基準之排列座標)進行步進掃描方式之曝光動作,將標線片R之圖案分別轉印至晶圓W上之複數個照射區域。此曝光動作,係在標線片對準後,使微動載台WFS2暫時返回至-Y側,依晶圓W上之+Y側照射區域往-Y側照射區域之順序進行。
與上述液浸空間之交付、標線片對準及曝光並行地進行如以下之動作。
亦即,藉由主控制裝置20,使用夾具單元102、搬送臂及中央台130等,以與前述相同之程序進行中央台130之台本體136上所載置之微動載台WFS1上之晶圓交換。
其次,藉由主控制裝置20將支承裝載有新晶圓W之微動載台WFS1之台本體136上升驅動既定量,至微動載台WFS1可裝著於粗動載台WCS2之位置為止(參照圖41(A)中之白箭頭)。
接著,主控制裝置20如圖41(B)中之白箭頭所示,將粗動載台WCS2往-Y方向驅動,使微動載台WFS1裝著於粗動載台WCS2。其後藉由主控制裝置20使台本體136下降驅動。藉此,保持新晶圓W之微動載台WFS1係從台本體136交付至粗動載台WCS2,而能藉由粗動載台WCS2支承成可移動。
其次,主控制裝置20,將粗動載台WCS2如圖41(C)中之白箭頭所示地往+Y方向驅動,以使之移動至測量站300。
其後,支承於粗動載台WCS2之微動載台WFS1上之第2基準標記之檢測、微動載台WFS1上之晶圓W之對準等,係以與前述相同之程序進行。此情形亦同樣地,使用微動載台位置測量系統70B進行對準時之微動載台WFS1之位置測量。
雖如上述地結束對微動載台WFS1所保持之晶圓W進行之晶圓對準,但此時在曝光站200仍對微動載台WFS2所保持之晶圓W持續進行曝光。
接著,主控制裝置20,與前述同樣地在使粗動載台WCS2待機於前述待機位置之狀態下,等待對微動載台WFS2上之晶圓W之曝光結束。
其後,交互使用微動載台WFS1,WFS2反覆進行相同之處理,連續對複數片晶圓W進行曝光處理。
如以上所詳細說明,本第2實施形態之曝光裝置1000,由於除了一部分以外,其他則與前述第1實施形態之曝光裝置相同之構成,因此能取得與前述第1實施形態之曝光裝置100同等之效果。除此之外,根據本第2實施形態之曝光裝置1000,係在測量站300與曝光站200之間之微動載台WFS1,WFS2之移動路徑上,配置有供進行微動載台WFS1,WFS2所保持之晶圓W之交換之交換位置。因此,在曝光站200中微動載台WFS1或WFS2所保持之晶圓W之曝光後,使該微動載台WFS1或WFS2移動至測量站300前,能在該交換位置迅速地進行微動載台WFS1,WFS2所保持之已曝光晶圓與新的(曝光前的)晶圓之交換,而能進行損耗時間少之晶圓交換。
此外,上述第2實施形態之曝光裝置1000中,係在測量站300與曝光站200之間之微動載台WFS1,WFS2之移動路徑上,設置暫時地載置並支承微動載台WFS1或WFS2之中央台130,在該中央台130之台本體上進行晶圓交換。然而並不限於此,保持已曝光晶圓W之微動載台WFS1或WFS2,在XY平面內位於曝光站200及測量站300以外之位置時,只要能在該微動載台上進行晶圓交換,則晶圓交換系統之構成並不特別限定。此種情形下,晶圓交換係與曝光處理及對準等之測量處理無關係地進行。是以,能與在曝光站200進行一個微動載台所保持之晶圓之曝光之動作並行地,進行另一微動載台所保持之晶圓之交換,或能與在測量站300進行對一個微動載台所保持之晶圓之對準等之測量並行地,進行另一微動載台所保持之晶圓之交換。又,與上述第2實施形態同樣地,當於測量站300與曝光站200之間之微動載台WFS1,WFS2之移動路徑上配置晶圓交換位置時,只要在測量站不會阻礙將保持對準測量已結束之晶圓之粗動載台WCS2所支承之微動載台移載置粗動載台WCS1之動作,則配置於上述交換位置之交換位置或支承構件等之構成為何均可。
此外,上述第2實施形態中,說明了藉由夾具單元102(具備藉由驅動部104上下移動之貝努里夾具108)與晶圓搬送臂118之協同動作,進行微動載台WFS1或WFS2上之晶圓交換之情形。然而並不限於此,上述第2實施形態中,亦可例如於可上下動之水平多關節機器人之臂之前端固定貝努里夾具,藉此構成晶圓之交換裝置。除此之外,亦可將與夾具單元102相同構成之夾具單元構成為可沿導件驅動。
又,上述第2實施形態之曝光裝置1000中,在晶圓交換後,使保持新裝載之晶圓W之微動載台WFS1或WFS2從中央台130交付至粗動載台WCS2時,為了調整該晶圓之位置偏移與旋轉誤差,亦可設置用以拍攝包含晶圓W之缺口(V字切口,未圖示)之周緣三處之例如三個攝影元件、或檢測晶圓上之標記(或圖案)之檢測系統例如具備CCD等之複數個顯微鏡等。又,中央台130,在於微動載台WFS1,WFS2背面設有光柵RG之情形下,係進行微動載台WFS1,WFS2之保持以避免與該光柵RG接觸。
上述第2實施形態中,為了使微動載台WFS1,WFS2在兩個粗動載台WCS1,WCS2間作替換而使粗動載台WCS1與粗動載台WCS2彼此靠近時,亦可不使兩者彼此極端接近。亦可在粗動載台WCS1,WCS2之間之微動載台之移動時微動載台不過於傾斜(扼要言之即線性馬達之固定件與可動件彼此不接觸)之範圍內,使粗動載台WCS1與粗動載台WCS2分離。
《第3實施形態》
以下根據圖42~圖59說明本發明之第3實施形態。此處,從避免重複說明之觀點來看,針對與前述第1及第2實施形態相同或同等之構成部分係使用相同或類似之符號,簡化或省略其說明。
圖42係以俯視圖顯示第3實施形態之曝光裝置2000之概略構成。曝光裝置2000係步進掃描方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。
曝光裝置2000,如圖42所示,具備對晶圓W進行曝光之曝光站200、往曝光站200之+Y側相隔既定距離而配置之測量站300、配置於測量站300與曝光站200之間之中央台130、兩個晶圓載台WST1,WST2、往曝光站200之-X側相隔既定距離而配置之卸載台150、位於卸載台150之+Y側且係測量站300之-X側之裝載台152、可在與XY平面平行之面內移動且亦可往Z軸方向移動(可上下移動)之機器臂140、以及裝載臂142及卸載臂144。
曝光站200如圖43所示配置於底盤12上之-Y側端部附近,測量站300配置於底盤12上之+Y側端部附近。又,中央台130配置於測量站300與前述曝光站200之間。晶圓載台WST1,WST2配置於底盤12上。此處,從圖42亦可知,本第3實施形態,係準備了完全相同構成之三個微動載台WFS1,WFS2,WFS3作為微動載台。
中央台130如圖42所示,位於測量站300與曝光站200之間之位置,以其中心大致一致於前述基準軸LV之方式配置。中央台130如圖44所示,與前述第2實施形態同樣地具備驅動裝置132、軸134、以及台本體136等。此時,雖台本體136之形狀與前述第2實施形態之中央台130不同地俯視呈X字形,但中央台130之構成各部之功能等係同等。驅動裝置132藉由主控制裝置20控制(參照圖45)。
返回圖42,卸載台150及裝載台152雖與前述之中央台130相同之構成,但此等卸載台150及裝載台152中之台本體亦可不一定要上下移動。
本第3實施形態中,為了卸載已曝光之晶圓W,保持該晶圓之微動載台載置於卸載台150上。亦即,於卸載台150上設定有卸載位置ULP。為了裝載曝光前之晶圓W,微動載台載置於裝載台152上。亦即,於裝載台152上設定有裝載位置LP。
機器臂140係在三個台130,150,152之相互間搬送微動載台。機器臂140藉由主控制裝置20控制(參照圖45)。
裝載臂142及卸載臂144分別由例如多關節機器人之臂構成,分別於前端部具有圓盤狀之貝努里夾具(或稱為浮動夾具)108。
裝載臂142及卸載臂144包含貝努里夾具108在內均藉由主控制裝置20控制(參照圖45)。
本第3實施形態之曝光裝置2000之載台系統除了設有三個微動載台這點以外,係與前述第2實施形態之載台系統相同構成。微動載台WFS3與微動載台WFS1,WFS2相同構成,能與微動載台WFS1,WFS2替換。
圖45係以方塊圖顯示曝光裝置2000之控制系統構成。控制系統於前述同樣地,係以統籌控制曝光裝置2000之構成各部之主控制裝置20為中心所構成。
本第3實施形態之曝光裝置2000,在製造元件時,係對保持於粗動載台WCS1(位於曝光站200)之微動載台(WFS1~WFS3中之任一者,此處為WFS1)所保持之晶圓W進行步進掃描方式之曝光,於該晶圓W上之複數個照射區域分別轉印標線片R之圖案。此步進掃描方式之曝光動作,係藉由主控制裝置20,根據事前進行之晶圓對準(例如EGA)之結果所得之將晶圓W上各照射區域之排列座標轉換為以測量板片86上之第2基準標記為基準之座標的資訊、及標線片對準之結果等,反覆將微動載台WFS1往用以使晶圓W上之各照射區域曝光之掃描開始位置(加速開始位置)移動之照射區域間移動動作、以及以掃描曝光方式將形成於標線片R之圖案轉印於各照射區域之掃描曝光動作,藉此來進行。此外,上述曝光動作係藉由液浸曝光進行。又,係依自位於+Y側之照射區域往位於-Y側之照射區域之順序進行。
本第3實施形態之曝光裝置2000中,係在上述一連串曝光動作中,藉由主控制裝置20使用微動載台位置測量系統70A測量微動載台WFS1(晶圓W)之位置,並根據此測量結果控制晶圓W之位置。
本第3實施形態中,係與在任一微動載台上對上述晶圓W進行曝光之動作並行地,在另一微動載台上進行晶圓對準,進而與此等動作並行地,在另一微動載台上進行晶圓交換。
以下,說明本第3實施形態之曝光裝置2000中,使用三個微動載台WFS1,WFS2,以及WFS3進行之並行處理動作。
圖46,係顯示微動載台WFS1位於曝光站200,對該微動載台WFS1所保持之晶圓W進行上述曝光,且微動載台WFS2位於測量站300,對該微動載台WFS2所保持之晶圓W進行對準中之狀態。此時,微動載台WFS3係在裝載台152上保持新的晶圓W並待機中。
上述對微動載台WFS2所保持之晶圓W進行之對準,係藉由主控制裝置20以與前述相同之程序進行。取得將例如藉由EGA所得之晶圓W上各照射區域之排列座標,轉換為以第2基準標記為基準之排列座標之資訊,作為此晶圓對準之結果。
圖42係顯示此晶圓對準已結束時之狀態。從圖42可知,此時,在曝光站200對微動載台WFS1所保持之晶圓W之曝光處於即將結束之狀態。
圖51(A)係顯示在對上述微動載台WFS2所保持之晶圓W進行之晶圓對準結束之階段下粗動載台WCS1,WCS2之位置關係。主控制裝置20,在使晶圓載台WST2待機於如圖51(A)所示之位置之狀態下,等待對微動載台WFS1上之晶圓W之曝光結束。圖48係顯示曝光結束後一刻之晶圓載台WST1之狀態。
主控制裝置20在曝光結束前,如圖47之白箭頭所示,透過板片驅動系統58將在投影單元PU之-Y側待機之可動板片BL往下方驅動既定量。藉此,如圖47所示,可動板片BL上面與位於投影光學系統PL之下方之微動載台WFS1(及晶圓W)上面位於同一面上。接著,主控制裝置20在此狀態下等待曝光結束。
接著,在曝光結束時,主控制裝置20透過板片驅動系統58將可動板片BL往+Y方向驅動既定量(參照圖48中之白箭頭),並使可動板片BL接觸於或隔著300μm左右之間隙靠近於微動載台WFS1。亦即,主控制裝置20,係將可動板片BL與微動載台WFS1設定於近接狀態。
其後,主控制裝置20如圖49所示,一邊維持可動板片BL與微動載台WFS1之近接狀態,一邊與晶圓載台WST1一體地將可動板片BL驅動於+Y方向(參照圖49之白箭頭)。藉此,在與前端透鏡191之間保持之液體Lq所形成之液浸空間區域,係從微動載台WFS1交付至可動板片BL。圖49,係顯示液體Lq所形成之液浸空間從微動載台WFS1交付至可動板片BL前一刻之狀態。在此圖49之狀態下,在前端透鏡191與微動載台WFS1及可動板片BL之間保持有液體Lq。
接著,如圖50所示,當液浸空間區域從微動載台WFS1交付至可動板片BL後,主控制裝置20係將保持微動載台WFS1之粗動載台WCS1再往+Y方向驅動,而移動至在待機位置保持微動載台WFS2並待機之粗動載台WCS2附近。藉此,如圖51(B)所示,成為粗動載台WCS1於內部空間收容中央台130,且在中央台130之上方近處支承微動載台WFS1之狀態。亦即,藉由粗動載台WCS1將微動載台WFS1搬送至中央台130之上方近處。圖52係以俯視圖顯示此時之曝光裝置2000之狀態。
接著,主控制裝置20透過中央台130之驅動裝置132將台本體136驅動至上方,而從下方支承微動載台WFS1。
接著,在此狀態下,主控制裝置20解除未圖示之鎖定機構,將粗動載台WCS1分離成第1部分WCS1a與第2部分WCS1b。藉此,微動載台WFS1即可從粗動載台WCS1脫離。因此,主控制裝置20,如圖51(A)之白箭頭所示地將支承微動載台WFS1之台本體136驅動至下方。
接著,主控制裝置20在使粗動載台WCS1之第1部分WCS1a與第2部分WCS1b合體後,鎖定未圖示之鎖定機構。
其次,主控制裝置20使粗動載台WCS2大致接觸於粗動載台WCS1,且使微動載台WFS2如圖51(D)之白箭頭所示往-Y方向驅動,以將微動載台WFS2從粗動載台WCS2移載(滑移)至粗動載台WCS1。
其次,主控制裝置20將支承有微動載台WFS2之粗動載台WCS1如圖53(A)中之白箭頭所示移動往-Y方向,將在與前端透鏡191之間保持之液浸空間區域從可動板片BL交付至微動載台WFS2。此液浸空間區域(液體Lq)之交付,係以與前述之液浸區域從微動載台WFS1往可動板片BL之交付相反之程序進行。
接著,主控制裝置20在曝光開始前,以與前述相同之程序進行標線片對準。
與上述之液浸空間區域之交付、標線片對準及曝光並行地,進行如以下之a.~g.之動作。
a.亦即,藉由主控制裝置20,以既定程序將機器臂140往X軸方向、Y軸方向及Z軸方向驅動(參照圖54之白箭頭),中央台130之台本體136上所載置之保持已曝光晶圓W之微動載台WFS1,藉由機器臂140搬送至卸載台150上。圖55係顯示微動載台WFS1已被搬送至卸載台150上之狀態。此時,微動載台WFS2上之晶圓W係曝光中,微動載台WFS3係在裝載台152上保持新的晶圓W並待機中。
b.其次,根據主控制裝置20之指示,藉由卸載臂144從卸載台150上之微動載台WFS1卸載已曝光之晶圓W。
在進行此卸載時,藉由主控制裝置20將卸載臂144驅動至其前端之貝努里夾具108接近至相對晶圓W(微動載台WFS1之板件83)為μm程度為止。接著,調整從貝努里夾具108吹出之空氣之流速以維持該數μm之間隙。藉此,晶圓W隔著數μm程度之間隙,藉由貝努里夾具108被從上方以非接觸方式吸附保持。此處,當微動載台WFS1(或WFS2或WFS3)位於卸載台150上時,係與前述同樣地,微動載台WFS1連接於連接在加壓氣體之供應源之泵,且同樣地進行晶圓保持具對晶圓W之吸附解除、以及藉由從下方吹出加壓氣體以輔助貝努里夾具108對晶圓W之吸附保持動作。此外,包含吸附晶圓中之時點在內,在泵之停止狀態(非作動狀態)下,係藉由未圖示之檢查閥之作用關閉供氣管路。
其後,卸載臂144被驅動至上方後,在XY平面內被驅動。藉此,藉由卸載臂144,將晶圓W搬送至晶圓搬出位置(例如與線上連接於曝光裝置3000之塗布顯影器之晶圓交付位置(搬出側)),並載置於該晶圓搬出位置。圖56係顯示卸載臂144從卸載台150逐漸離開之樣子。
c.與上述已曝光結束之晶圓W之卸載並行地,藉由主控制裝置20,將裝載臂140依既定程序驅動於X軸方向、Y軸方向及Z軸方向,保持裝載台152上所載置之新晶圓W之微動載台WFS3藉由裝載臂140被搬送至中央台130之台本體136上。圖57係顯示微動載台WFS3搬送至中央台130上之動作已結束之狀態。搬送結束後,中央台130之台本體136藉由主控制裝置20,透過驅動裝置132往上方被驅動既定量。此時,在微動載台WFS2上係持續進行晶圓W之曝光。
d.其次,藉由主控制裝置20,將在對準結束位置附近待機之粗動載台WCS2往-Y方向驅動,藉此支承於台本體136上之微動載台WFS3係如圖58所示,安裝於粗動載台WCS2。其後,使台本體136下降驅動既定量。藉此,微動載台WFS3支承於粗動載台WCS2。
e.其次,藉由主控制裝置20將粗動載台WCS2往+Y方向驅動,而移動至測量站300。
f.其後,支承於粗動載台WCS2之微動載台WFS3上之第2基準標記之檢測、微動載台WFS3上之晶圓W之對準等,係以與前述相同之程序進行。接著,藉由主控制裝置20將依晶圓對準之結果取得之晶圓W上之各照射區域之排列座標轉換成以第2基準標記為基準之排列座標。此情形亦同樣地,使用微動載台位置測量系統70B進行對準時之微動載台WFS3之位置測量。
g.與上述微動載台WFS3對粗動載台WCS2之安裝、往測量站300之移動及微動載台WFS3上之晶圓W之對準等之動作並行地,藉由主控制裝置20將裝載臂140依既定程序驅動於Z軸方向及Y軸方向(以及X軸方向),卸載台150上所載置之微動載台WFS1藉由裝載臂140被搬送至裝載台152上,其次,對微動載台WFS1之新(曝光前)晶圓W之裝載大致上係以與前述卸載之情形相反之程序,藉由主控制裝置20進行。
亦即,主控制裝置20係控制裝載臂142,承接位於晶圓搬入位置(例如與塗布顯影器之晶圓交付位置(搬入側))之晶圓W(藉由貝努里夾具108吸附保持),並搬送至裝載台152上所載置之微動載台WFS1上方。圖59係顯示此晶圓W之搬送中之狀態。此時,係持續進行微動載台WFS1所保持之晶圓W之曝光,且持續進行微動載台WFS3所保持之晶圓W之對準。
其次,主控制裝置20將保持晶圓W之裝載臂142下降驅動至晶圓W之背面抵接於微動載台WFS2之晶圓保持具之位置為止。其次,主控制裝置20在解除貝努里夾具108對晶圓W之吸附後,使裝載臂142往既定待機位置退離。藉此,新的晶圓W裝載於裝載台152上所載置之微動載台WFS1上。此情形下,當微動載台WFS1(或WFS2或WFS3)位於裝載台152上時,微動載台WFS1係連接於未圖示之真空泵,藉由以主控制裝置20使此真空泵作動,使晶圓保持具(圖式省略)與晶圓W背面所形成之減壓室(減壓空間)內之氣體往外部排出,減壓室內成為負壓,以開始晶圓保持具對晶圓之吸附。接著,藉由主控制裝置20停止真空泵後,藉由未圖示之檢查閥之作用關閉排氣管路。因此,能將微動載台WFS1從粗動載台分離而無障礙地搬送。
在將晶圓W裝載於微動載台WFS1上後,即成為與圖46之情形相同之狀態,亦即成為對位於曝光站200之微動載台WFS2所保持之晶圓W進行上述曝光,且對位於測量站300之微動載台WFS3所保持之晶圓W進行對準中、且微動載台WFS1在裝載台152上保持新晶圓W並待機中之狀態。
其後,藉由主控制裝置20,依序使用微動載台WFS1、WFS2、WFS3反覆進行與前述相同之並行處理,連續對複數片晶圓W進行曝光處理。
如以上所詳細說明,本第3實施形態之曝光裝置2000,由於除了一部分以外,其他則與前述第1實施形態之曝光裝置相同之構成,因此能取得與前述第1實施形態之曝光裝置100同等之效果。且除此之外,根據本第3實施形態之曝光裝置2000,當保持晶圓W之微動載台(WFS1,WFS2,WFS3中之任一者)位於粗動載台WCS1,WCS2上以外之處時,具體而言,係位於中央台130、卸載台150、裝載台152上時,係藉由包含機器臂140、卸載臂144及裝載臂142、中央台130、以及控制此等臂140、144、142、及中央台130之主控制裝置20之交換系統進行晶圓W之交換。亦即,晶圓W之交換係與粗動載台WCS1,WCS2之動作無關係地進行。是以,能與在曝光站200進行一個微動載台(WFS1,WFS2,WFS3中之任一者)所保持之晶圓W之曝光之動作並行地,進行另一微動載台所保持之晶圓W之交換,或能與在測量站300進行對一個微動載台所保持之晶圓W之對準(測量)並行地,進行另一微動載台所保持之晶圓W之交換。
此情形下,本第3實施形態中由於微動載台有三個,因此能與在曝光站200進行一個微動載台(例如WFS1)所保持之晶圓W之曝光、在測量站300進行對另一微動載台(例如WFS2)所保持之晶圓W之對準(測量)並行地,進行另一微動載台(例如WFS3)所保持之晶圓W之交換。亦即,由於能同時並行地進行曝光、對準、晶圓交換之三個動作,因此能大幅提升產能。是以,即使例如以450mm之晶圓為處理對象,亦可實現較以往更高產能之晶圓處理。
又,本第3實施形態之曝光裝置2000,由於能同時並行地進行曝光、對準、晶圓交換之三個動作,因此即使例如花費與曝光時間相同程度之時間於對準上,亦不會特別使產能降低。是以,能增加作為晶圓對準對象之對準照射區域,例如亦能將所有照射區域作為對準照射區域。藉此,能進行高精度之晶圓對準、進而提升重疊精度。
此外,上述第3實施形態中,係準備三個微動載台WFS1,WFS2,WFS3,並於測量站300與曝光站200間之中央台130上設置微動載台,使該微動載台從中央台130上往其他位置移動,而進行晶圓交換。然而,晶圓交換之方法並不限定於此。例如,只要保持已曝光晶圓W之微動載台WFS1,WFS2或WFS3,在於XY平面內位於曝光站200及測量站300以外之位置時,只要能在該微動載台上進行晶圓交換,則晶圓交換系統之構成並不特別限定。此種情形下,晶圓交換係與曝光處理及對準等之測量處理無關係地進行。是以,能與在曝光站200進行一個微動載台所保持之晶圓之曝光之動作並行地,進行另一微動載台所保持之晶圓之交換,進而能與此等並行地進行另一微動載台所保持之晶圓之交換。
除此之外,例如亦可僅準備兩個微動載台WFS1,WFS2。此情形下,亦可在微動載台WFS1(或WFS2)位於例如測量站300與曝光站200間之微動載台WFS1,WFS2之移動路徑上之中央台130上時,在該微動載台WFS1(或WFS2)上進行晶圓W之交換。此情形下,在曝光站200中微動載台WFS1或WFS2所保持之晶圓W之曝光後,使該微動載台WFS1或WFS2移動至測量站300前,能在該交換位置迅速地進行微動載台WFS1,WFS2所保持之已曝光晶圓與新的(曝光前的)晶圓之交換,而能進行損耗時間少之晶圓交換。
此外,當著眼於上述第3實施形態中之中央台130上之微動載台之搬出入,保持已曝光之晶圓W之微動載台係藉由在主控制裝置20之控制下之機器臂140從中央台130上被搬出,保持新的晶圓W之另一微動載台係藉由機器臂140搬入至中央台130。是以,晶圓W亦可稱為係藉由機器臂140與微動載台一體交換。
又,上述第3實施形態中,中央台130,在於微動載台WFS1,WFS2背面設有光柵RG之情形下,需進行微動載台WFS1,WFS2之保持以避免與該光柵RG接觸。
上述第3實施形態中,為了使微動載台WFS1、WFS2、或WFS3在兩個粗動載台WCS1,WCS2間作交付而使粗動載台WCS1與粗動載台WCS2彼此靠近時,亦可不使兩者彼此極端接近。亦可在粗動載台WCS1,WCS2之間之微動載台之移動時微動載台不過於傾斜(扼要言之即線性馬達之固定件與可動件彼此不接觸)之範圍內,使粗動載台WCS1與粗動載台WCS2分離。
又,上述第1、第2、以及第3實施形態中,雖說明了粗動載台WCS1,WCS2可分離成第1部分與第2部分且第1部分與第2部分能卡合之情形,但並不限於此,第1部分與第2部分,即使係以物理方式常時分離,只要能相互接近或分離,且在分離時可使保持構件(上述實施形態之微動載台)脫離,在接近時可支承保持構件即可。或者,相反地,亦可如以下之第4實施形態所示,粗動載台不一定要能分離成兩部分。此情形下,亦可不一定要設置中央台之軸可侵入之粗動載台WCS1,WCS2底面之缺口。又,如上述第1至第3實施形態之粗動載台WCS1,WCS2所示,能分離成第1部分與第2部分之粗動載台中,亦可不一定要設置將兩者鎖定之所定機構。
《第4實施形態》
以下根據圖60~圖71說明本發明之第4實施形態。此處,從避免重複說明之觀點來看,針對與前述第1、第3實施形態相同或同等之構成部分係使用相同或類似之符號,省略其說明。
圖60係以俯視圖顯示第4實施形態之曝光裝置3000之概略構成。又,以方塊圖顯示曝光裝置3000之控制系統構成。曝光裝置3000係步進掃描方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。
本第4實施形態之曝光裝置3000,比較圖60與圖42可知,於測量站300與曝光站200之間配置有代替前述中央台130之中繼載台DRST’。本第4實施形態中,與未設有中央台130這點對應地,於粗動載台WCS1’之粗動滑件部91未形成有前述缺口。又,本第4實施形態中,由於在粗動載台WCS1’,WCS2’與中央台130之間不進行微動載台之交付,因此粗動載台WCS1’,WCS2’不需分離成兩部分。是以,粗動載台WCS1’,WCS2’係採用無法分離之構成。亦即,除了缺口之有無、以及可否分離以外,粗動載台WCS1’,WCS2’係與前述第3實施形態之粗動載台WCS1,WCS2相同之構成。
本第4實施形態之曝光裝置3000,於卸載位置ULP、裝載位置LP設置有取代前述第3實施形態之卸載台150,裝載台152之裝載載台156、卸載載台154。裝載載台156及卸載載台154基本構成係與粗動載台WCS1,WCS2相同,但於與前述粗動滑件部91相當之底板部未設有磁石單元(永久磁石18)及空氣軸承94。此外,亦可取代裝載載台156及卸載載台154,而使用將一對固定件部93a,93b以與前述相同之位置關係一體化之構件。
中繼載台DRST’係與粗動載台WCS1,WCS2相同之構成。亦即中繼載台DRST’與前述第1實施形態之中繼載台DRST不同地,未具備設置於載台本體內部之搬送裝置46。本第4實施形態中,雖未圖示,但於裝載載台156與卸載載台154之間之區域延伸設置有底盤12,中繼載台DRST’係沿底盤12藉由平面馬達所構成之驅動系統被驅動,而在圖60所示之位置與裝載載台156與卸載載台154之間之位置間移動。本第4實施形態中未設有機器臂140。
中繼載台DRST’與粗動載台WCS1’,WCS2’同樣地,能以非接觸方式支承(保持)微動載台WFS1,WFS2或WFS3,中繼載台DRST’所支承之微動載台,能藉由微動載台驅動系統52C(參照圖61)相對中繼載台DRST’被驅動於6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)。不過,微動載台只要能相對中繼載台DRST’至少滑動於Y軸方向即可。
同樣地,前述之裝載載台156、卸載載台154亦能以非接觸方式支承(保持)微動載台WFS1,WFS2或WFS3,裝載載台156、卸載載台154所支承之微動載台,能藉由微動載台驅動系統52D,52E(參照圖61)驅動於至少Y軸方向。
中繼載台DRST’在XY平面內之位置資訊(亦含θz方向之旋轉資訊)藉由例如干涉儀及/或編碼器等之未圖示位置測量系統加以測量。位置測量系統之測量結果,為了供中繼載台DRST’之位置控制而供應至主控制裝置20(參照圖61)。
又,曝光裝置3000中,與上述相異點對應地使主控制裝置20之控制內容有些許與第3實施形態不同。不過,除了該等不同點以外,曝光裝置3000係與曝光裝置2000相同之構成。
以下,說明本第4實施形態之曝光裝置3000中,使用三個微動載台WFS1,WFS2,以及WFS3進行之並行處理動作。
圖62,係顯示微動載台WFS1位於曝光站200,對該微動載台WFS1所保持之晶圓W進行上述曝光,且微動載台WFS2位於測量站300,對該微動載台WFS2所保持之晶圓W進行與前述相同之對準中之狀態。此時,微動載台WFS3係在裝載載台156上保持新的晶圓W並待機中。
接著,結束對微動載台WFS2所保持之晶圓W之晶圓對準。圖60係顯示此晶圓對準已結束時之狀態。從圖60可知,此時,在曝光站200對微動載台WFS1所保持之晶圓W之曝光處於即將結束之狀態。
主控制裝置20,在使晶圓載台WST2及中繼載台DRST’待機於如圖60所示之位置之狀態下,等待對微動載台WFS1上之晶圓W之曝光結束。
接著,在曝光結束時,主控制裝置20依與前述相同之程序,進行液浸空間區域從微動載台WFS1交付至可動板片BL之動作,並將保持微動載台WFS1之粗動載台WCS1再往+Y方向驅動,而大致接觸於在待機位置待機之中繼載台DRST’,且經由微動載台驅動系統52A,52C使微動載台WFS2如圖63之白箭頭所示往+Y方向驅動,以將微動載台WFS1從粗動載台WCS1’移載(滑移)至中繼載台DRST’。
其次,主控制裝置20將支承有微動載台WFS1之中繼載台DRST’如圖64中之白箭頭所示移動往-X方向,以大致與卸載載台154接觸之狀態對向,在此後一刻,使支承有微動載台WFS2之粗動載台WCS2’如圖64中之白箭頭所示驅動往-Y方向,而大致接觸於粗動載台WCS1’。
其次,主控制裝置20經由微動載台驅動系統52B,52A使微動載台WFS2如圖65之白箭頭所示往-Y方向驅動,以將之從粗動載台WCS2’移載(滑移)至粗動載台WCS1’。並與此並行地,主控制裝置20經由微動載台驅動系統52C,52D使保持已曝光之晶圓W之微動載台WFS1如圖65之白箭頭所示往-Y方向驅動,以將之從中繼載台DRST’移載(滑移)至卸載載台154。
在微動載台WFS2從粗動載台WCS2’移載至粗動載台WCS1’之動作後,主控制裝置20係使支承有微動載台WFS2之粗動載台WCS1’往-Y方向移動,將在與前端透鏡191之間保持之液浸空間區域從可動板片BL交付至微動載台WFS2。此液浸空間區域(液體Lq)之交付,係以與前述之液浸區域從微動載台WFS1往可動板片BL之交付相反之程序進行。圖66,係顯示此液浸區域之交付結束後之狀態。
其次,主控制裝置20將中繼載台DRST’如圖66中之白箭頭所示驅動往+Y方向,以大致與裝載載台156接觸之狀態對向。並與此並行地,主控制裝置20如圖66中之白箭頭所示將粗動載台WCS2’驅動往+Y方向,移動至測量站300。此時,微動載台WFS3係持續在裝載載台156上保持新的晶圓W並待機(參照圖66)。
接著,主控制裝置20在曝光開始前,將微動載台WFS2定位於圖66所示之位置,使用前述一對標線片對準系統RA1 、RA2 、及微動載台WFS2之測量板片86上之一對第1基準標記等,以與一般掃描步進機相同之程序(例如,美國專利第5,646,413號說明書等所揭示之程序)進行標線片對準。之後,主控制裝置20根據標線片對準之結果、與晶圓對準之結果(以晶圓W上各照射區域之第2基準標記為基準之排列座標)進行步進掃描方式之曝光動作,將標線片R之圖案分別轉印至晶圓W上之複數個照射區域。此曝光動作,在標線片對準後,係使微動載台WFS2暫時返回至-Y側,依晶圓W上之+Y側照射區域往-Y側照射區域之順序進行。
與上述標線片對準及曝光並行地進行如以下h.~m.之動作。
h.亦即,根據主控制裝置20之指示,藉由卸載臂144依前述程敘從卸載載台154上之微動載台WFS1卸載已曝光之晶圓W。圖67係顯示卸載臂144逐漸從卸載載台154離開之樣子。
i.與上述已曝光結束之晶圓W之卸載並行地,藉由主控制裝置20,如圖67所示將保持新晶圓W之微動載台WFS3從裝載載台156上移載至中繼載台DRST’上。其次,藉由主控制裝置20如圖68中之白箭頭所示,將支承有微動載台WFS3之中繼載台DRST’往+X方向驅動。藉此,如圖68所示,以大致接觸於粗動載台WCS2’之狀態對向。此時,在微動載台WFS2上仍持續進行晶圓W之曝光。
j.其次,藉由主控制裝置20將保持新晶圓W之微動載台WFS3如圖69中白箭頭所示滑移往+Y方向,而從中繼載台DRST’移載至粗動載台WCS2’。其次,藉由主控制裝置20如圖69中之白箭頭所示,將中繼載台DRST’往卸載載台154之方向驅動。藉此,如圖70所示,中繼載台DRST’以大致接觸於卸載載台154之狀態對向。
k.其後,支承於粗動載台WCS2’之微動載台WFS3上之第2基準標記之檢測、微動載台WFS3上之晶圓W之對準等,係以與前述相同之程序進行。接著,藉由主控制裝置20將依晶圓對準之結果取得之晶圓W上之各照射區域之排列座標轉換成以第2基準標記為基準之排列座標。此情形亦同樣地,使用微動載台位置測量系統70B進行對準時之微動載台WFS3之位置測量。
l.與上述微動載台WFS3上之第2基準標記之檢測、微動載台WFS3上之晶圓W之對準等之動作並行地,藉由主控制裝置20將微動載台WFS1如圖70所示從卸載載台154移載至中繼載台DRST’,其次如圖71所示,從中繼載台DRST’移載至裝載載台156。
m.其次,新(曝光前)晶圓W對微動載台WFS1之裝載,係以與前述程序藉由主控制裝置20進行。此時,仍持續進行微動載台WFS2所保持之晶圓W之曝光,並持續進行微動載台WFS3所保持之晶圓W之對準。
在將晶圓W裝載於微動載台WFS1上後,即成為與圖62之情形相同之狀態,亦即成為對位於曝光站200之微動載台WFS2所保持之晶圓W進行上述曝光,且對位於測量站300之微動載台WFS3所保持之晶圓W進行對準中、且微動載台WFS1在裝載載台156上保持新晶圓W並待機中之狀態。
其後,藉由主控制裝置20,依序使用微動載台WFS1、WFS2、WFS3反覆進行與前述相同之並行處理,連續對複數片晶圓W進行曝光處理。
如以上所詳細說明,藉由本第4實施形態之曝光裝置3000,能取得與前述第3實施形態同等之效果。此情形,粗動載台WCS1’與粗動載台WCS2’與中繼載台DRST’之間之微動載台之交付(移載),可僅藉由該微動載台往Y軸方向之移動來實現。因此,藉由曝光裝置3000,可在短時間進行上述三個載台間之微動載台之移載動作,並能更快速地開始次一動作,其結果能提升產能。
此外,上述第4實施形態中,保持已曝光晶圓W之微動載台藉由在主控制裝置20之控制下之中繼載台DRST’交付至卸載載台154,保持新晶圓W之另一微動載台從裝載載台156藉由中繼載台DRST’承接。是以,若著眼於微動載台對中繼載台DRST’之搬出入,晶圓W亦可稱為係藉由與微動載台一體交換。
又,上述第4實施形態中,為了在粗動載台WCS1、WCS2、中繼載台DRST’、卸載載台154、裝載載台156中之兩個載台間交付微動載台WFS1、WFS2或WFS3,而使兩個載台彼此靠近時,亦可不使兩者彼此極端接近。亦可在該兩個載台之間之微動載台之移動時微動載台不過於傾斜(扼要言之即線性馬達之固定件與可動件彼此不接觸)之範圍內,使兩個載台分離。
此外,上述第1~第4之實施形態(以下簡稱為各實施形態)中,均可使用能從上方以非接觸方式保持晶圓W之夾具構件取代貝努里夾具,例如使用與真空預壓型氣體靜壓軸承同樣利用差動排氣之夾具構件等。
又,上述各實施形態中,在使用貝努里夾具時,測量晶圓與貝努里夾具間之間隙之感測器並不一定要設置。亦可代替測量間隙之方式,藉由測量貝努里夾具與保持對象物間之壓力(或從貝努里夾具吹出之流體之流速),間接地測量間隙。又,在晶圓之裝載時,為了取消貝努里夾具所保持之晶圓之位移及/或旋轉,亦可取代微動載台(晶圓保持具)之移動,或與該移動一起使貝努里夾具移動。
又,上述各實施形態等中,在使用貝努里夾具使晶圓從晶圓保持具脫離後,不須僅以貝努里夾具保持晶圓,亦可與貝努里夾具併用或取代貝努里夾具,以機械機構等保持晶圓。扼要言之,貝努里夾具對晶圓之保持亦可僅在交付至晶圓保持具前一刻即從晶圓保持具交付後一刻。又,具有貝努里夾具之搬送裝置雖具有機器臂,但並不限於此,亦可係滑件等。
又,上述各實施形態中,使用貝努里夾具從晶圓保持具上卸載晶圓時,雖係藉由從下方吹出加壓氣體來對貝努里夾具對晶圓之吸附保持動作進行輔助,但此種輔助當然亦非必須。
又,上述各實施形態之曝光裝置,特別是載台裝置並不限於上述構成,亦可係其他構成。扼要言之,晶圓保持具之位置只要係能以所謂背面測量進行即可。
此外,上述各實施形態中,在使貝努里夾具與晶圓W接近、分離之情形,只要將設有貝努里夾具之構件與保持晶圓W之驅動載台之至少一方驅動於垂直方向即可。又,在使貝努里夾具與微動載台於水平方向接近、離開之情形,亦只要驅動貝努里夾具與微動載台之至少一方即可。
此外,上述各實施形態中,針對微動載台位置測量系統70A,70B係具備全體以玻璃形成、光可在內部行進之測量臂71A,70B之情形作了說明。但並不限定於此。例如,測量臂只要至少前述各雷射光束行進之部分係以光可透射之中實構件形成即可,其他部分可以是例如不會使光透射之構件,亦可以是中空構造。此外,作為例如測量臂,只要是能從對向於光柵之部分照射測量光束的話,亦可在例如測量臂之前端部內建光源或光檢測器等。此場合,無需使編碼器之測量光束在測量臂內部行進。或者,採用光柵干涉型之編碼器系統來作為編碼器系統之場合,可將形成繞射光柵之光學構件,設在陶瓷或因鋼(invar)等低熱膨漲性之臂。此係因,尤其是編碼器系統為極力避免受到空氣波動之影響,而將光束分離之空間作成極窄(短)之故。再者,此場合,亦可將經温度控制之氣體供應至微動載台(晶圓保持具)與測量臂之間(及光束之光路)以謀求温度之安定化。進一步的,測量臂之形狀並無特定。
此外,上述各實施形態中,由於測量臂71A,71B一體固定於主框架BD,因此有可能會因內部應力(包含熱應力)使測量臂71A,71B產生扭曲等,造成測量臂71A,71B與主框架BD之相對位置變化。因此,作為上述情況之對策,亦可測量測量臂71A,71B之位置(相對主框架BD之相對位置、或相對基準位置之位置變化),並以致動器等微調整測量臂71A,71B之位置或修正測定結果等。
又,上述各實施形態中,雖說明測量臂71A,71B與主框架BD係一體之情形,但並不限於此,測量臂71A,71B與主框架BD亦可為分離。此情形下,係設置相對測量主框架BD(或基準位置)之測量臂71A,71B之位置(或位移)之測量裝置(例如編碼器及/或干涉儀等)與調整測量臂71A,71B之位置之致動器等,主控制裝置20或其他控制裝置,只要可根據測量裝置之測量結果,將主框架BD(及投影光學系統PL)與測量臂71A,71B之位置關係維持於既定之關係(例如維持成一定)即可。
又,亦可於測量臂71A,71B設置藉由光學方法測量測量臂71A,71B之變動之測量系統(感測器)、溫度感測器、壓力感測器、振動測量用之加速度感測器等。或者,亦可設置測定測量臂71A,71B之變動之扭曲感測器(扭曲儀)、或位移感測器等。又,亦可使用以此等感測器求出之值,修正藉由微動載台位置測量系統70A及/或晶圓載台位置測量系統68A、或微動載台位置測量系統70B及/或晶圓載台位置測量系統68B所取得之位置資訊。
又,上述各實施形態中,雖說明了測量臂71A(71B)係由主框架BD透過一個支承構件72A(72B)以懸臂狀態支承之情形,但並不限於此,例如亦可透過U字形懸吊部(包含在X軸方向分離之兩支懸吊構件)從主框架BD懸吊支承測量臂71A(71B)。此情形下,最好係將該兩支懸吊構件之間隔設定成微動載台可在兩支懸吊構件之間移動。
又,微動載台位置測量系統70A,70B並不一定必須具有測量臂,只要具有在粗動載台WCS1,WCS2之空間部內與光柵RG對向配置、對該光柵RG照射至少一條測量光束並接收該測量光束來自光柵RG之繞射光之讀頭,即能根據該讀頭之輸出測量微動載台WFS1(或WFS2)至少於XY平面內之位置資訊的話,即足夠。
又,上述各實施形態中,雖係例示編碼器系統73具備X讀頭與一對Y讀頭之情形,但不限於此,例如亦可設置一個或兩個以X軸方向及Y軸方向之2方向為測量方向之兩維讀頭(2D讀頭)。設置兩個2D讀頭之情形時,可設置成該等之檢測點在光柵上以曝光位置為中心,於X軸方向相距同一距離之兩點。
又,微動載台位置測量系統70A亦可不具備雷射干涉儀系統75,而僅以編碼器系統73測量微動載台於6自由度方向之位置資訊。此場合,例如可使用能測量於X軸方向及Y軸方向之至少一方與Z軸方向之位置資訊之編碼器。此情形之編碼器可使用例如美國專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量感測器讀頭系統。可藉由對二維之光柵RG上不在同一直線上之三個測量點,從包含可測量於X軸方向與Z軸方向之位置資訊之編碼器、與可測量於Y軸方向與Z軸方向之位置資訊之編碼器之合計三個編碼器照射測量光束,並接收分別來自光柵RG之返回光,據以測量設有光柵RG之移動體之6自由度方向之位置資訊。又,編碼器系統73之構成不限於上述實施形態,任意皆可。例如可使用可測量在X軸、Y軸及Z軸各方向之位置資訊之3D讀頭。
又,上述各實施形態中,雖係於微動載台上面、亦即與晶圓對向之面配置光柵,但不限於此,光柵亦可形成於保持晶圓之晶圓保持具。此場合,即使曝光中產生晶圓保持具膨漲、或對微動載台之裝著位置產生偏差之情形,亦能加以追蹤而測量晶圓保持具(晶圓)之位置。又,光柵亦可配置在微動載台下面,此時,可於陶瓷等之不透明構件固定或形成光柵RG。又,此場合,由於從編碼器讀頭照射之測量光束不在微動載台內部行進,因此無需將微動載台作成能使光透射之中實構件,而可將微動載台作成中空構造以於其內部配置管路、線路等,使微動載台輕量化。此場合,亦可於光柵RG表面設置保護構件(覆罩玻璃)。或者,亦可僅於習知微動載台保持晶圓保持具與光柵。又,可藉由中實之玻璃構件形成晶圓保持具,並於該玻璃構件上面(晶圓載置面)配置光柵RG。
又,將微動載台相對粗動載台驅動之驅動機構,並不限於上述實施形態所說明者。例如在實施形態中,雖將微動載台驅動於Y軸方向之線圈亦發揮將微動載台驅動於Z軸方向之線圈之功能,但並不限於此,亦可分別獨立設置將微動載台驅動於Y軸方向之致動器(線性馬達)、將微動載台驅動於Z軸方向、亦即使微動載台懸浮之致動器。此時,由於能隨時使一定之懸浮力作用於微動載台,因此微動載台在Z軸方向之位置係穩定。
又,上述各實施形態中,雖然微動載台WFS1,WFS2係藉由電磁力(勞倫茲力)之作用而以非接觸方式支承於粗動載台WCS1或WCS2,但不限於此,例如亦可於微動載台WFS1,WFS2設置真空預壓型空氣靜壓軸承等,以懸浮支承於粗動載台WCS1或WCS2。此外,上述實施形態中,微動載台WFS1,WFS2雖能驅動於全6自由度方向,但不限於此,只要能至少在平行於XY平面之二維平面內移動即可。又,微動載台驅動系統52A,52B並不限於上述動磁式者,亦可以是可動線圈式者。再者,微動載台WFS1,WFS2亦可以接觸方式支承於粗動載台WCS1或WCS2。因此,將微動載台WFS1,WFS2相對粗動載台WCS1或WCS2加以驅動之微動載台驅動系統,亦可以是例如將旋轉馬達與滾珠螺桿(或進給螺桿)加以組合者。
又,上述各實施形態中,在測量站300對晶圓W之測量例如進行對準標記測量(晶圓對準),但除此之外(或代替此方式)亦可進行面位置測量,其係測量晶圓W表面在投影光學系統PL之光軸AX方向之位置。此時,例如美國專利申請公開第2008/0088843號說明書所揭示,與面位置測量同時地進行保持晶圓之微動載台之上面之面位置測量,並使用此等之結果進行曝光時之晶圓W之聚焦調平控制。
此外,上述各實施形態之曝光裝置中,在晶圓W交換後,保持新裝載之晶圓W之微動載台WFS1,WFS2或WFS3,從中央台130或中繼載台DRST’等交付至粗動載台WCS2(WCS2’)時,為了晶圓之位置偏移與旋轉誤差,亦可設置拍攝晶圓W之包含缺口(V字形缺口)在內之周緣三處之例如三個攝影元件、或檢測晶圓上之標記(或圖案)之檢測系統例如具備CCD等之複數個顯微鏡等。
又,上述各實施形態之曝光裝置所使用之晶圓,並不限於450mm,亦可係尺寸較其小之晶圓(300mm晶圓等)。
又,上述各實施形態雖係針對曝光裝置為液浸型曝光裝置之情形作了說明,但不限於此,本發明亦可係不透過液體(水)進行晶圓W之曝光之乾式曝光裝置。
又,上述各實施形態中雖係針對本發明應用於掃描步進機(scanning stepper)之情形作了說明,但不限於此,本發明亦能適用於步進機等之靜止型曝光裝置。又,亦可係將照射區域與照射區域加以合成之步進接合(step & stitch)方式之縮小投影曝光裝置。
又,上述各實施形態之曝光裝置中之投影光學系統不限於縮小系統,可以是等倍及放大系統之任一者,而投影光學系統PL不限於折射系統,可以是反射系統及折反射系統之任一者,此投影像可以是倒立像及正立像之任一者。
又,照明光IL不限於ArF準分子雷射光(波長193nm),亦可以設KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光、或F2 雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。亦可使用例如美國專利第7,023,610號說明書所揭示之,以摻雜有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器,將從DFB半導體雷射或光纖雷射射出之紅外線區或可見區的單一波長雷射光予以放大作為真空紫外光,並以非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光之諧波。
又,上述各實施形態,作為曝光裝置之照明光IL不限於波長100nm以上之光,當然亦可使用不滿波長100nm之光。本發明亦能適用於使用例如軟X線區域(例如5~15nm之波長帶)之EUV(Extreme Ultraviolet)光之BUV曝光裝置。除此之外,本發明亦能適用於使用電子束或離子束等帶電粒子束之曝光裝置。
又,上述各實施形態中,雖使用於具光透射性之基板上形成既定遮光圖案(或相位圖案,減光圖案)的光透射性光罩(標線片),但亦可使用例如美國專利第6,778,257號說明書所揭示之電子光罩來代替此光罩,該電子光罩(亦稱為可變成形光罩、主動光罩、或影像產生器,例如包含非發光型影像顯示元件(空間光調變器)之一種之DMD(Digital Micro-mirror Device)等)係根據欲曝光圖案之電子資料來形成透射圖案、反射圖案、或發光圖案。使用該可變成形光罩之情形時,由於裝載晶圓或玻璃板等之載台係相對可變成形光罩被掃描,因此使用編碼器系統及雷射干涉儀系統測量此載台之位置,即能獲得與上述實施形態同等之效果。
又,本發明亦能適用於,例如國際公開第2001/035168號說明書所揭示,藉由將干涉紋形成於晶圓上、而在晶圓W上形成線與間隔(line & space)圖案之曝光裝置(微影系統)。
進一步的,例如亦能將本發明適用於例如美國專利第6,611,316號所揭示之將兩個標線片圖案透過投影光學系統在晶圓上合成,藉由一次掃描曝光來使晶圓上之一個照射區域大致同時進行雙重曝光之曝光裝置。
此外,上述各實施形態中待形成圖案之物體(能量束所照射之曝光對象之物體)並不限於晶圓,亦可係玻璃板、陶瓷基板、膜構件、或者光罩基板等其他物體。
曝光裝置之用途並不限定於半導體製造用之曝光裝置,亦可廣泛適用於例如用來製造將液晶顯示元件圖案轉印於方型玻璃板之液晶用曝光裝置,或製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微型機器及DNA晶片等的曝光裝置。又,除了製造半導體元件等微型元件以外,為了製造用於光曝光裝置、EUV(極遠紫外線)曝光裝置、X射線曝光裝置及電子射線曝光裝置等的標線片或光罩,亦能將本發明適用於用以將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。
半導體元件等之電子元件,係經由進行元件之功能、性能設計之步驟,由從矽材料形成晶圓之步驟,使用前述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)將形成於光罩(標線片)之圖案轉印至晶圓之微影步驟,將曝光後晶圓加以顯影之顯影步驟,將殘存光阻之部分以外部分之露出構件以蝕刻加以去除之蝕刻步驟,去除經蝕刻後不要之光阻之光阻除去步驟,元件組裝步驟(含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)、及檢査步驟等加以製造。此場合,由於係於微影製程,使用上述實施形態之曝光裝置實施前述曝光方法於晶圓上形成元件圖案,因此能以良好之生產性製造高積體度之元件。
又,援用與上述說明中所引用之曝光裝置等相關之所有公報、國際公開、美國專利申請公開說明書及美國專利說明書之揭示作為本說明書記載之一部分。
如以上之說明,本發明之物體交換方法適於在保持構件上交換薄板狀之物體。又,本發明之搬送系統適於搬送薄板狀之物體。又,本發明之曝光方法及曝光裝置適於對物體上照射能量束以在物體上形成圖案。此外,本發明之元件製造方法非常適於製造電子元件。
AF...多點焦點位置檢測系統
AL1,AL21 ~AL24 ...對準系統
AX...光軸
BD...主框架
BL...可動板片
CL...中心線
CUa,Cub...線圈單元
Cva...檢查閥
DP...照射點
DPya...檢測點
DPyb...檢測點
DRST,DRST’...中繼載台
FLG...突緣部
IA...曝光區域
IAR...照明區域
IL...照明光
LBx0 ,LBya0 ,LByb0 ...雷射光束
LBx1 ,LBx2 ...測量光束
LBx12 ,LBya12 ,LByb12 ...合成光束
LBya1 ,LBya2 ...測量光束
LByb1 ,LByb2 ...測量光束
LBz1 ~LBz3 ...測距光束
LDx,LDya,LDyb...光源
LP...裝載位置
Lq...液體
LV...基準軸
LX,Lya,LYb...直線
L2a,L2b...透鏡
MUa1 ,MUa2 ...磁石單元
MUb1 ,MUb2 ...磁石單元
PBS...偏光分束器
PL...投影光學系統
PU...投影單元
R...標線片
RA1 ,RA2 ...標線片對準系統
RG...光柵
RP...反射面
RST...標線片載台
R1a,R1b...反射鏡
R2a,R2b...反射鏡
R3a,R3b...反射鏡
ULP...卸載位置
W...晶圓
WCS1,WCS2,WCS1’,WCS2’...粗動載台
WCS1a...第1部分
WCS1b...第2部分
WFS1,WFS2,WFS3...微動載台
WP1a,WP1b...四分之一波長板
WH...晶圓保持具
WST,WST1,WST2...晶圓載台
5...液體供應裝置
6...液體回收裝置
8...局部液浸裝置
10...照明系統
11...標線片載台驅動系統
12...底盤
13...標線片干涉儀
14...線圈
15...移動鏡
16A,16B...晶圓載台位置測量系統
18...永久磁石
20...主控制裝置
22A,22B...相對位置測量器
32...嘴單元
40...鏡筒
44...載台本體
46...搬送裝置
48...搬送構件
51A,51B...粗動載台驅動系統
51Aa,51Ab...粗動載台驅動系統
52,52A,52B,52C,52D,52E...微動載台驅動系統
53...中繼載台驅動系統
54...搬送構件驅動系統
55,57...YZ線圈
56...X線圈
58...板片驅動系統
65a,67a...永久磁石
65a1 ~65a5 ...永久磁石
65b,67b...永久磁石
65b1 ~65b5 ...永久磁石
66a1 ,66a2 ...永久磁石
66b1 ,66b2 ...永久磁石
70A,70B...微動載台位置測量系統
71A,71B...測量臂
72A,72B...支承構件
73x...X線性編碼器
73ya,73yb...Y線性編碼器
74x...X受光系統
74ya,74yb...Y受光系統
75...雷射干涉儀系統
75a~75c...雷射干涉儀
77x...X讀頭
77ya,77yb...Y讀頭
80a...吸引用配管
81...本體部
81a...吸引用開口部
81b...解除用開口部
82a,82b...可動件部
82a1 ,82a2 ...板狀構件
82b1 ,82b2 ...板狀構件
83...板片
84...覆罩玻璃
85a,85b...間隔件
86...測量板片
87a...配管構件
88...減壓室
89a,89b...凸部
91...粗動滑件部
91a...第1滑件部
91b...第2滑件部
92a,92b...側壁部
93a,93b...固定件部
94...空氣軸承
95...缺口
99...對準裝置
100,1000,2000,3000...曝光裝置
102,102’...夾具單元
104...驅動部
106...軸
108...貝努里夾具
109...鏡筒
110a,110b,110c...延設部
112...間隙感測器
114a,114b...攝影元件
116...訊號處理系統
118...晶圓搬送臂
120,140‧‧‧機器臂
122‧‧‧導件
130‧‧‧中央台
132‧‧‧驅動裝置
134‧‧‧軸
136‧‧‧台本體
142‧‧‧裝載臂
144‧‧‧卸載臂
150‧‧‧卸載台
152‧‧‧裝載台
154‧‧‧卸載載台
156‧‧‧裝載載台
191‧‧‧前端透鏡
200‧‧‧曝光站
300‧‧‧測量站
圖1係概略顯示第1實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖2係省略圖1之曝光裝置一部分後所示之俯視圖。
圖3係放大圖1之測量站附近後所示之圖。
圖4(A)係從-Y方向所視、圖1之曝光裝置所具備之晶圓載台的側視圖,圖2(B)係顯示晶圓載台的俯視圖。
圖5係用以說明圖1之曝光裝置所具備之可動板片之圖。
圖6係用以說明粗動載台之分離構造之圖。
圖7係顯示構成微動載台驅動系統之磁石單元及線圈單元之配置的俯視圖。
圖8(A)係用以說明使微動載台相對粗動載台繞Z軸旋轉時之動作的圖,圖8(B)係用以說明使微動載台相對粗動載台繞Y軸旋轉時之動作的圖,圖8(C)係係用以說明使微動載台相對粗動載台繞X軸旋轉時之動作的圖。
圖9係用以說明使微動載台之中央部彎向+Z方向時之動作的圖。
圖10(A)係顯示X讀頭77x之概略構成的圖,圖10(B)係用以說明X讀頭77x、Y讀頭77ya、77yb分別在測量臂內之配置的圖。
圖11(A)係顯示測量臂之前端部之立體圖,圖11(B)係從+Z方向所視、測量臂之前端部之上面之俯視圖。
圖12(A)係用以說明掃描曝光時之晶圓驅動方法的圖,圖12(B)係用以說明步進時之晶圓驅動方法的圖。
圖13係顯示圖1之曝光裝置之控制系統構成之方塊圖。
圖14(A)~圖14(C),係用以說明第1實施形態之曝光裝置中晶圓之卸載步驟之圖,且係顯示從側面所視之測量站之夾具單元附近之狀態之圖。
圖15(A)~圖15(C),係用以說明第1實施形態之曝光裝置中晶圓之卸載步驟之圖,且係顯示從上方所視之測量站之夾具單元附近之狀態之圖。
圖16(A)~圖16(D)係用以說明第1實施形態之曝光裝置中使用微動載台WFS1及WFS2進行之並行處理的圖(其1)。
圖17係用以說明在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其1)。
圖18係用以說明在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其2)。
圖19係用以說明在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其3)。
圖20係用以說明在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其4)。
圖21(A)~圖21(D)係用以說明第1實施形態之曝光裝置中使用微動載台WFS1及WFS2進行之並行處理的圖(其2)。
圖22(A)~圖22(C)係用以說明晶圓保持具對晶圓W之吸附及其吸附之解除之圖。
圖23(A)~圖23(C)係用以說明晶圓交換裝置之第1變形例之圖。
圖24(A)~圖24(C)係用以說明晶圓交換裝置之第2變形例之圖。
圖25係概略顯示第2實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖26係省略圖25之曝光裝置一部分後所示之俯視圖。
圖27係放大圖25之中央台及夾具單元附近後所示之圖。
圖28(A)係從-Y方向所視、圖25之曝光裝置所具備之晶圓載台的側視圖,圖25(B)係顯示晶圓載台的俯視圖。
圖29(A)係擷取出粗動載台所示之俯視圖,圖29(B)係顯示將粗動載台分離成兩部分之狀態之俯視圖。
圖30係顯示粗動載台已分離之狀態之晶圓載台之前視圖。
圖31係顯示圖25之曝光裝置之控制系統構成之方塊圖。
圖32(A)~圖32(C),係用以說明第2實施形態之曝光裝置中晶圓之卸載步驟之圖,且係顯示從側面所視之夾具單元附近之狀態之圖。
圖33(A)~圖33(C),係用以說明第2實施形態之曝光裝置中晶圓之卸載步驟之圖,且係顯示從上方所視之夾具單元附近之狀態之圖。
圖34係用以說明第2實施形態之曝光裝置中在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其1)。
圖35係用以說明第2實施形態之曝光裝置中在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其2)。
圖36係用以說明第2實施形態之曝光裝置中在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其3)。
圖37係用以說明第2實施形態之曝光裝置中在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其4)
圖38(A)~圖38(D)係用以說明第2實施形態之曝光裝置中使用微動載台WFS1及WFS2進行之並行處理的圖(其1)。
圖39係與圖38(B)之狀態對應之俯視圖。
圖40(A)及40(B)係用以說明第2實施形態之曝光裝置中使用微動載台WFS1及WFS2進行之並行處理的圖(其2)。
圖41(A)~圖41(D)係用以說明第2實施形態之曝光裝置中使用微動載台WFS1及WFS2進行之並行處理的圖(其3)。
圖42係概略顯示第3實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖43係概略顯示圖42之曝光站及測量站等之構成之圖。
圖44係放大圖43之中央台附近後所示之圖。
圖45係顯示圖42之曝光裝置之控制系統構成之方塊圖。
圖46係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其1)。
圖47係用以說明第3實施形態之曝光裝置中在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其1)。
圖48係用以說明第3實施形態之曝光裝置中在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其2)。
圖49係用以說明第3實施形態之曝光裝置中在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其3)。
圖50係用以說明第3實施形態之曝光裝置中在微動載台與可動板片之間進行之液浸空間區域(液體Lq)之交付之圖(其4)。
圖51(A)~圖51(D)係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其2)。
圖52係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其3)。
圖53(A)及圖53(B)係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其4)。
圖54係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其5)。
圖55係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其6)。
圖56係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其7)。
圖57係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其8)。
圖58係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其9)。
圖59係用以說明第3實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其10)。
圖60係概略顯示第4實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖61係概略顯示圖60之曝光裝置之控制系統構成之方塊圖。
圖62係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其1)。
圖63係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其2)。
圖64係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其3)。
圖65係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其4)。
圖66係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其5)。
圖67係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其6)。
圖68係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其7)。
圖69係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其8)。
圖70係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其9)。
圖71係用以說明第4實施形態之曝光裝置中使用三個微動載台WFS1、WFS2、以及WFS3進行之並行處理動作的圖(其10)。
AX...光軸
BD...主框架
DRST...中繼載台
FLG...突緣部
IA...曝光區域
IAR...照明區域
IL...照明光
Lq...液體
PL...投影光學系統
PU...投影單元
R...標線片
RA1 ,RA2 ...標線片對準系統
RG...光柵
RST...標線片載台
W...晶圓
WCS1,WCS2...粗動載台
WFS1,WFS2...微動載台
WST1,WST2...晶圓載台
8...局部液浸裝置
10...照明系統
12...底盤
13...標線片干涉儀
14...線圈
15...移動鏡
16A,16B...晶圓載台位置測量系統
32...嘴單元
40...鏡筒
44...載台本體
48...搬送構件
70A,70B...微動載台位置測量系統
71A,71B...測量臂
72A,72B...支承構件
99...對準裝置
100...曝光裝置
102...夾具單元
191...前端透鏡
200...曝光站
300...測量站

Claims (28)

  1. 一種物體交換方法,係在保持構件上交換薄板狀之物體,其包含:使搬出構件位於前述保持構件上所載置之前述物體上方之動作;一邊使前述搬出構件與前述保持構件相對移動於垂直方向,一邊藉由感測器檢測前述搬出構件與前述物體上面之間隔之動作;根據以前述感測器所檢測之前述間隔之資訊,使前述搬出構件從前述物體之上面接近至既定距離之位置之動作;以及使前述物體從上方以非接觸方式保持於前述搬出構件時,從前述物體下方協助藉由前述搬出構件對前述物體之保持動作,使保持有前述物體之前述搬出構件與前述保持構件分離之動作。
  2. 如申請專利範圍第1項之物體交換方法,其中,藉由前述感測器檢測前述搬出構件與前述物體上面之間隔,並且在前述分離後,保持有前述物體之前述搬出構件與前述保持構件之至少一方係在水平面內移動,而在水平面內彼此分離。
  3. 如申請專利範圍第2項之物體交換方法,其中,保持有前述物體之前述搬出構件係分離至前述保持構件之上方;在前述搬出構件與前述保持構件之分離後,進一步包 含使搬送前述物體之另一搬出構件位於前述保持構件上方之前述搬出構件之下方,以從前述搬出構件將前述物體交付至該另一搬出構件。
  4. 如申請專利範圍第3項之物體交換方法,其中,藉由前述搬出構件解除前述保持構件對前述物體之保持後,將原以前述搬出構件非接觸保持之物體以前述另一搬出構件接觸保持。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之物體交換方法,其進一步包含:在前述保持構件之上方,藉由第1搬送構件從上方以非接觸方式保持前述物體之動作;使保持有前述物體之前述第1搬送構件下降至前述物體之下面接觸於前述保持構件為止,在前述物體之下面接觸於前述保持構件之階段時,解除前述第1搬送構件對前述物體之保持之動作;以及使解除了前述物體之保持之前述第1搬送構件自前述保持構件分離之動作。
  6. 如申請專利範圍第5項之物體交換方法,其進一步包含在藉由前述第1搬送構件保持前藉由第2搬送構件將前述物體搬送至前述保持構件上方之前述第1搬送構件之下方之動作。
  7. 如申請專利範圍第6項之物體交換方法,其中,前述第2搬送構件與前述另一搬送構件係相同構件。
  8. 如申請專利範圍第7項之物體交換方法,其中,前述物體,係在從前述保持構件上方於水平面內分離之位置被 前述第1搬送構件保持。
  9. 如申請專利範圍第8項之物體交換方法,其進一步包含:在前述第1搬送構件之下降中、前述物體之下面接觸於前述保持構件之前,測量前述物體之位置資訊之動作;以及在前述物體之下面接觸於前述保持構件之前,根據前述位置資訊之測量結果調整前述保持構件之位置之動作。
  10. 如申請專利範圍第9項之物體交換方法,其中,前述搬出構件與前述第1搬送構件係相同構件。
  11. 一種曝光方法,其包含:藉由申請專利範圍第1項之物體交換方法在前述保持構件上交換薄板狀物體之動作;以及在交換後以能量束使前述保持構件所保持之前述物體曝光,以於前述物體上形成圖案之動作。
  12. 一種曝光方法,係以能量束使物體曝光,以於前述物體上形成圖案,其包含:使搬出構件位於保持構件上所載置之物體上方之動作;一邊使前述搬出構件與前述保持構件相對移動於垂直方向,一邊藉由感測器檢測前述搬出構件與前述物體上面之間隔之動作;根據以前述感測器所檢測之前述間隔之資訊,使前述搬出構件從前述物體之上面接近至既定距離之位置之動 作;以及使前述物體從上方以非接觸方式保持於前述搬出構件時,從前述物體下方協助藉由前述搬出構件對前述物體之保持動作,使保持有前述物體之前述搬出構件與前述保持構件分離之動作。
  13. 如申請專利範圍第12項之曝光方法,其中,在前述物體之曝光時,藉由從前述保持構件之背面側將測量光束照射於前述保持構件之測量面並接收其返回光,藉此測量前述保持構件之位置資訊。
  14. 一種元件製造方法,其包含:使用申請專利範圍第11至13項中任一項之曝光方法使物體曝光之動作;以及使已曝光之前述物體顯影之動作。
  15. 一種搬送系統,係搬送薄板狀之物體,其具備搬送裝置,該搬送裝置,具有能從上方以非接觸方式保持物體之保持部,在與水平面平行之既定平面內相對驅動保持有前述物體之保持構件與前述保持部,使前述保持部位於前述保持構件上所載置之前述物體之上方,一邊使前述保持部與前述保持構件相對移動於垂直方向,一邊藉由感測器檢測前述搬出構件與前述物體上面之間隔,根據以前述感測器所檢測之前述間隔之資訊,使前述搬出構件從前述物體之上面接近至既定距離之位置,使前述保持構件上之前述物體藉由前述保持部從上方以非接觸方式保持時,從前述物體下方協助藉由前述搬出構件對前述物體之保持動 作,使保持有前述物體之前述保持部與前述保持構件在垂直方向分離後,使之在既定平面內分離。
  16. 如申請專利範圍第15項之搬送系統,其中,前述保持部包含利用貝努里效果以非接觸方式保持前述物體之貝努里夾具。
  17. 如申請專利範圍第15項之搬送系統,其中,前述搬送裝置,包含設有前述保持部、於垂直方向相對前述保持構件移動之第1構件,以及在與該第1構件之間進行前述物體之交付、能於與前述既定平面平行之方向相對前述保持構件移動之第2構件。
  18. 如申請專利範圍第15項之搬送系統,其中,前述搬送裝置包含搬送構件,該搬送構件設有前述保持部,能於與前述垂直方向及前述既定平面平行之方向相對前述保持構件移動。
  19. 如申請專利範圍第15項之搬送系統,其中,前述搬送裝置進一步包含感測器,其設於前述保持部,可在使前述保持部與前述保持構件相對移動於垂直方向時檢測前述保持部與前述物體上面之間隔,以該感測器一邊檢測前述間隔、一邊使前述保持部從前述物體上面接近至既定距離之位置為止。
  20. 如申請專利範圍第15項之搬送系統,其中,前述搬送裝置在前述保持構件位於既定平面內之第1位置時,係使保持有前述物體之前述保持部與前述保持構件在垂直方向上相對移動,以將前述物體載置於前述保持構件。
  21. 如申請專利範圍第20項之搬送系統,其中,前述搬送裝置進一步包含設於前述保持部而用以測量前述物體之位置資訊之測量系統,在前述保持部與前述保持構件在垂直方向之移動中,前述物體之下面接觸於前述保持構件前,使前述相對移動中之前述保持部與前述保持構件之至少一方之移動暫時停止,藉由前述測量系統測量前述物體之位置資訊;且進一步具備調整裝置,係在前述物體之下面接觸於前述保持構件之前,根據前述位置資訊之測量結果調整前述保持部與前述保持構件之至少一方之位置。
  22. 如申請專利範圍第15項之搬送系統,其進一步具備支承手段,當前述物體位於前述保持部下方之狀態下,支承前述物體相對前述搬出構件接近或分離。
  23. 一種曝光裝置,係以能量束使薄板狀之物體曝光,以於前述物體上形成圖案,其具備:申請專利範圍第15至22項中任一項之搬送系統;移動體,將測量面設於與前述既定面實質平行之一面之保持構件保持成能沿前述既定面相對移動,並能沿前述既定面移動;第1測量系統,從下方對前述測量面照射至少一條第1測量光束,接收該第1測量光束之來自前述測量面之光以測量前述保持構件之至少在前述既定面內之位置資訊;以及驅動系統,根據以前述第1測量系統測量之前述位置 資訊,將前述保持構件單獨或與前述移動體一體地驅動。
  24. 一種曝光裝置,係以能量束使薄板狀之物體曝光,以於前述物體上形成圖案;其具備搬送系統,該搬送系統具備搬送裝置,該搬送裝置,具有能從上方以非接觸方式保持前述物體之保持部,使保持有前述物體之保持構件與前述保持部在與水平面平行之既定平面內相對驅動,使前述保持部位於前述保持構件上所載置之前述物體之上方,一邊使前述保持部與前述保持構件相對移動於垂直方向,一邊藉由感測器檢測前述搬出構件與前述物體上面之間隔,根據以前述感測器所檢測之前述間隔之資訊,使前述搬出構件從前述物體之上面接近至既定距離之位置,使前述保持構件上之前述物體藉由前述保持部從上方以非接觸方式保持時,從前述物體下方協助藉由前述搬出構件對前述物體之保持動作,使保持有前述物體之前述保持部與前述保持構件在垂直方向分離後,使之在既定平面內分離。
  25. 如申請專利範圍第24項之曝光裝置,其進一步具備支承手段,當前述物體位於前述保持部下方之狀態下,支承前述物體相對前述搬出構件接近或分離。
  26. 如申請專利範圍第25項之曝光裝置,其進一步具備在前述物體之曝光時,以背面測量方式測量前述保持構件之位置資訊之第1測量系統。
  27. 如申請專利範圍第26項之曝光裝置,其中,前述移動體於內部具有空間部; 前述第1測量系統具有讀頭部,該讀頭部係於前述移動體之空間部內與前述測量面對向配置,從下方將至少一條第1測量光束照射於前述測量面,並接收該第1測量光束之來自前述測量面之光。
  28. 一種元件製造方法,其包含:使用申請專利範圍第24至27項中任一項之曝光裝置使物體曝光之動作;以及使已曝光之前述物體顯影之動作。
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