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搬送系統、曝光裝置、搬送方法、曝光方法及器件制造方法、以及吸引裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201380071862.7

申請日:

2013.11.27

公開號:

CN104956465A

公開日:

2015.09.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01L 21/027申請日:20131127|||公開
IPC分類號: H01L21/027; G03F7/20; H01L21/677 主分類號: H01L21/027
申請人: 株式會社尼康
發明人: 原英明
地址: 日本東京都
優先權: 61/731,892 2012.11.30 US
專利代理機構: 北京市金杜律師事務所11256 代理人: 陳偉
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201380071862.7

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.05.29|||2015.12.23|||2015.09.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

搬送系統具有:晶片載臺(WST),其保持所載置的晶片(W),并且能夠沿著XY平面移動;吸盤單元(153),其在規定位置的上方,從上方以非接觸的方式保持晶片,且能夠上下移動;和多個上下移動銷(140),其在晶片載臺(WST)位于上述規定位置時,在晶片載臺(WST)上能夠從下方支承由吸盤單元(153)保持的晶片,且能夠上下移動。并且,通過Z位置檢測系統(146)來測定晶片(W)的平坦度,并基于該測定結果來獨立地驅動將晶片(W)保持(支承)的吸盤單元(153)和上下移動銷(140)。

權利要求書

權利要求書
1.  一種搬送系統,將板狀的物體搬送到設有物體載置部的物體載置部件上,其特征在于,具有:
吸引部件,其具有與所述物體相對的相對部,在該相對部與所述物體之間形成氣流而產生對所述物體的吸引力;
計測裝置,其求出與由所述吸引部件吸引的所述物體的形狀相關的信息;
驅動裝置,其使所述吸引部件在相對于所述物體載置部接近或分離的上下方向上相對移動;和
控制裝置,其使用由所述計測裝置求出的所述信息,以使所述物體以規定形狀載置到所述物體載置部上的方式,控制所述吸引部件和所述驅動裝置中的至少一方。

2.  如權利要求1所述的搬送系統,其特征在于,
所述吸引部件從所述相對部噴出氣體而形成所述氣流。

3.  如權利要求1或2所述的搬送系統,其特征在于,
所述控制裝置以使所述物體的至少一面成為規定的平坦度的方式,控制所述吸引部件和所述驅動裝置中的至少一方。

4.  如權利要求3所述的搬送系統,其特征在于,
所述控制裝置使用由所述計測裝置求出的所述信息,來控制所述氣流。

5.  如權利要求3或4所述的搬送系統,其特征在于,
所述吸引部件使所述吸引力作用于所述一面,
所述計測裝置求出與所述一面的面形狀相關的信息。

6.  如權利要求1~5中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
所述計測裝置測定所述一面和與該一面相對的所述吸引部件之間的間隔。

7.  如權利要求1~6中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
所述計測裝置包含靜電電容傳感器。

8.  如權利要求1~7中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
所述計測裝置具有多個傳感器,該多個傳感器對所述物體的一面的多個部位分別求出關于與所述一面交叉的方向上的位置的信息。

9.  如權利要求1~8中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
還具有支承部件,其在從下方支承所述物體的狀態下,能夠相對于所述物體載置部沿所述上下方向相對移動,
所述控制裝置使用由所述計測裝置求出的所述信息,控制所述吸引部件的所述上下方向上的移動和所述支承部件的所述上下方向上的移動中的至少一方。

10.  如權利要求9所述的搬送系統,其特征在于,
所述支承部件設在所述物體載置部件上。

11.  如權利要求9所述的搬送系統,其特征在于,
所述支承部件能夠在支承所述物體的狀態下相對于所述吸引部件沿與所述上下方向交叉的方向移動。

12.  如權利要求9~11中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
所述控制裝置使用由所述計測裝置求出的所述信息,對所述吸引部件和所述支承部件中的一個部件沿所述上下方向移動時的移動速度進行調整。

13.  如權利要求12所述的搬送系統,其特征在于,
所述一個部件是所述支承部件。

14.  如權利要求9或10所述的搬送系統,其特征在于,
所述支承部件能夠在從下方支承所述物體的中央部的狀態下相對于所述物體載置部沿所述上下方向相對移動,
在通過所述計測裝置檢測到所述物體的外周緣部與中央部相比向上側翹曲的情況下,所述控制裝置使所述支承部件的所述移動速度慢于所述吸引部件。

15.  如權利要求9或10所述的搬送系統,其特征在于,
所述支承部件能夠在從下方支承所述物體的中央部的狀態下相對于所述物體載置部沿所述上下方向相對移動,
在通過所述計測裝置檢測到所述物體的外周緣部與中央部相比向下側翹曲的情況下,所述控制裝置使所述支承部件的所述移動速度快于所述吸引部件。

16.  如權利要求1~15中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
所述吸引部件具有配置在其下表面的多個部位上、且分別以非接觸的方式保持所述物體的多個吸盤部件。

17.  如權利要求16所述的搬送系統,其特征在于,
所述吸盤部件包含伯努利吸盤,該伯努利吸盤利用伯努利效應以非接觸的方式保持所述物體。

18.  如權利要求1~17中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
所述控制裝置在進行基于所述吸引部件對所述物體的吸引、和基于所述支承部件對所述物體的支承的狀態下,控制所述吸引部件的所述上下方向上的移動和所述支承部件的所述上下方向上的移動。

19.  如權利要求1~18中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
還具有重量支承裝置,該重量支承裝置在所述吸引部件沿上下方向移動時引導該吸引部件的上下移動,且支承所述吸引部件的重量的至少一部分。

20.  如權利要求1~19中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
還具有接觸部件,其與被所述吸引部件吸引的所述物體的一部分接觸,并且在通過所述支承部件支承所述物體時,解除所述接觸。

21.  如權利要求20所述的搬送系統,其特征在于,
所述接觸部件能夠在與所述吸引部件的下表面相對的第1位置、和不與所述吸引部件相對的第2位置之間移動,且能夠沿所述上下方向移動。

22.  如權利要求21所述的搬送系統,其特征在于,
還具有計測系統,其計測與所述物體在與所述上下方向交叉的規定平面內的位置相關的信息,
在所述接觸部件上設有反射部,當所述接觸部件處于所述第1位置時,通過所述反射部反射所述計測系統的計測光。

23.  如權利要求22所述的搬送系統,其特征在于,
在所述物體載置部件上設有第2反射部,當所述物體被載置到所述物體載置部上、且所述接觸部件處于所述第2位置時,該第2反射部反射所述計測系統的計測光。

24.  如權利要求1~23中任一項所述的搬送系統,其特征在于,
還具有搬送部件,其在通過所述吸引部件進行保持之前,將所述物體搬送到所述物體載置部件上方的所述吸引部件的下方。

25.  一種曝光裝置,用于在物體上形成圖案,其特征在于,具有:
權利要求1~24中任一項所述的搬送系統;和
圖案生成裝置,其以能量束對通過所述搬送系統搬送到所述物體載置部件上的所述物體進行曝光,而形成所述圖案。

26.  如權利要求25所述的曝光裝置,其特征在于,
所述圖案生成裝置包含朝向所述物體射出所述能量束的光學系統,
所述吸引部件與所述光學系統振動性分離。

27.  一種器件制造方法,其特征在于,包含以下步驟:
使用權利要求25或26所述的曝光裝置對物體進行曝光;和
對曝光后的所述物體進行顯影。

28.  一種搬送方法,用于將板狀的物體搬送到物體載置部件上,其特征在于,包含以下步驟:
在所述物體載置部件的上方,通過吸引部件從上方以非接觸的方式吸引所述物體;
通過驅動裝置使所述吸引部件相對于所述物體載置部沿上下方向相對移動;
對由所述吸引部件吸引的所述物體的多個部位,分別求出與所述上下方向上的位置相關的信息;和
使用所求出的所述信息,以使所述物體以規定形狀載置到所述物體載置部上的方式,控制所述吸引部件和所述驅動裝置中的至少一方。

29.  如權利要求28所述的搬送方法,其特征在于,
還包含以下步驟:使所述物體在通過支承部件從下方支承的狀態下,相對于所述物體載置部沿所述上下方向相對移動,
在所述控制中,使用所求出的所述信息,來控制所述吸引部件的所述上下方向上的移動和所述支承部件的所述上下方向上的移動中的至少一方。

30.  如權利要求29所述的搬送方法,其特征在于,
在所述控制中,以使與所述多個位置相關的信息成為規定值的方式,獨立地控制所述吸引部件的所述上下方向上的移動和所述支承部件的所述上下方向上的移動。

31.  如權利要求30所述的搬送方法,其特征在于,
與所述多個位置相關的信息是通過包含所述物體的中央部側的至少一點和外周部附近的至少三點在內的多個點來求出的。

32.  如權利要求28~31中任一項所述的搬送方法,其特征在于,
在所述控制中,基于所述信息,控制所述吸引部件和所述支承部件中的一個部件沿上下方向移動時的移動速度。

33.  如權利要求28~32中任一項所述的搬送方法,其特征在于,還包含以下步驟:
在進行所述支承之前,使由吸引部件吸引的所述物體的一部分與接觸部件接觸;和
在通過所述支承部件從下方支承所述物體后,解除基于所述接觸部件對所述物體的接觸。

34.  如權利要求28~33中任一項所述的搬送方法,其特征在于,還包含以下步驟:
在所述吸引部件及所述支承部件下降中,計測所述物體在所述規定平面內的位置信息。

35.  如權利要求28~34中任一項所述的搬送方法,其特征在于,還包含以下步驟:
在通過所述保持部件進行保持之前,在所述物體載置部件的上方 且在所述保持部件的下方,通過搬送部件搬送所述物體。

36.  一種曝光方法,其特征在于,包含以下步驟:
通過權利要求28~35中任一項所述的搬送方法將板狀的所述物體搬送到所述物體載置部件上;和
在搬送后以能量束對保持在所述物體載置部件上的所述物體進行曝光,而在所述物體上形成圖案。

37.  一種器件制造方法,其特征在于,包含以下步驟:
通過權利要求36所述的曝光方法對物體進行曝光;和
對曝光后的所述物體進行顯影。

38.  一種吸引裝置,用于吸引板狀的物體,其特征在于,具有:
吸引部件,其具有與所述物體相對的相對部,并從該相對部噴出氣體而產生對所述物體的吸引力;和
計測裝置,其求出與由所述吸引部件吸引的所述物體的形狀相關的信息。

39.  如權利要求38所述的吸引裝置,其特征在于,
所述吸引部件使所述吸引力作用于所述物體的一面,
所述計測裝置求出與所述物體的一面的面形狀相關的信息。

40.  如權利要求38或39所述的吸引裝置,其特征在于,
所述計測裝置測定所述物體的一面和與該一面相對的所述吸引部件之間的間隔。

41.  如權利要求40所述的吸引裝置,其特征在于,
所述計測裝置包含靜電電容傳感器。

42.  如權利要求38或39所述的吸引裝置,其特征在于,
所述計測裝置具有多個傳感器,該多個傳感器對所述物體的一面的多個部位分別求出關于與所述一面交叉的方向上的位置的信息。

43.  如權利要求38~42中任一項所述的吸引裝置,其特征在于,
還具有使用由所述計測裝置求出的信息來控制所述氣體的流動的控制裝置。

44.  如權利要求43所述的吸引裝置,其特征在于,
所述控制裝置控制所述氣體的流動并使所述物體的形狀為規定的狀態。

45.  一種吸引裝置,對板狀的物體以非接觸的方式作用吸引力,其特征在于,具有:
基座部件;
多個吸引部,其設在所述基座部件上,分別在所述物體周邊產生氣體的流動而產生對該物體的吸引力;和
調整裝置,其使所述物體變形,
邊通過因所述多個吸引部產生的所述氣體的流動而產生的所述力來吸引所述物體,邊通過所述調整裝置使所述物體變形。

46.  如權利要求45所述的吸引裝置,其特征在于,
所述調整裝置包含:向所述多個吸引部供給氣體的氣體供給裝置、和控制所述氣體供給裝置的控制裝置,
所述控制裝置能夠分別控制從所述多個吸引部噴出的氣體的狀態。

47.  如權利要求45所述的吸引裝置,其特征在于,
所述調整裝置包含向所述多個吸引部供給氣體的氣體供給裝置,
將所述多個吸引部分組化,所述氣體供給裝置能夠對每個所述組控制從所述吸引部噴出的氣體。

說明書

說明書搬送系統、曝光裝置、搬送方法、曝光方法及器件制造方法、以及吸引裝置
技術領域
本發明涉及搬送系統、曝光裝置、搬送方法、曝光方法及器件制造方法、以及吸引裝置,尤其涉及搬送板狀物體的搬送系統、具有該搬送系統的曝光裝置、將板狀物體搬送到移動體上的搬送方法、使用該搬送方法的曝光方法、使用上述曝光裝置或曝光方法的器件制造方法、以及吸引板狀物體的吸引裝置。
背景技術
以往,在制造半導體元件(集成電路等)、液晶顯示元件等電子器件(微型器件)的光刻工序中,主要使用步進重復(step and repeat)方式的投影曝光裝置(所謂步進曝光裝置(stepper))、或步進掃描(step and scan)方式的投影曝光裝置(所謂掃描步進曝光裝置(也被稱為掃描儀))等。
在這種曝光裝置中使用的、成為曝光對象的晶片或玻璃板等基板正逐漸(例如晶片的情況下為每10年)變得大型化。雖然當前直徑300mm的300毫米晶片成為主流,但直徑450mm的450毫米晶片時代的到來已迫近。當過渡到450毫米晶片時,可從1片晶片取出的裸片(芯片)的數量將成為現行300毫米晶片的2倍以上,有助于成本削減。
但是,由于晶片的厚度并沒有與其尺寸成比例地增大,所以450毫米晶片與300毫米晶片相比,強度及剛性較弱。因此,例如即使受理一個晶片的搬送,若直接采用與當前的300毫米晶片相同的手段方法,則可想到存在晶片產生應變而對曝光精度造成不良影響的可能。因此,作為晶片的搬送方法,提出一種即使是450毫米晶片也能夠采用的搬送(搬入)方法,該方法中,通過具有伯努利吸盤等的搬送部 件從上方以非接觸的方式吸引晶片,保持平坦度(平面度),將其搬送到晶片保持器(保持裝置)中(例如參照專利文獻1)。
但是,作為晶片的朝向晶片載臺(晶片保持器)上的搬送方法,在采用上述的通過搬送部件而進行的從上方的非接觸方式的吸引的情況下,可能產生難以基于計測結果進行修正的、無法容許的水準的、晶片在水平面內的位置偏差(旋轉偏差)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:美國專利申請公開第2010/0297562號說明書
發明內容
作為消除上述晶片的由于通過搬送部件從上方非接觸吸引而導致的不良情況的方法,可以想到邊通過伯努利吸盤等吸引部件來從上方以非接觸的方式吸引晶片,邊從下方以支承部件(例如晶片載臺上的上下移動銷)來支承該晶片。然而,根據發明人的實驗等的結果,判明如下:在進行晶片的從上方的非接觸吸引和從下方的支承并進行晶片朝向晶片載臺上的裝載的情況下,存在因該裝載時的吸引部件與支承部件的驅動速度差而導致即使是300毫米晶片也會產生無法容許的水準的應變的情況。
根據本發明的第1方式,提供一種搬送系統,將板狀的物體搬送到設有物體載置部的物體載置部件上,具有:吸引部件,其具有與上述物體相對的相對部,在該相對部與上述物體之間形成氣流而產生對上述物體的吸引力;計測裝置,其求出與由上述吸引部件吸引的上述物體的形狀相關的信息;驅動裝置,其使上述吸引部件相對于上述物體載置部沿接近或分離的上下方向相對移動;和控制裝置,其使用上述計測裝置所求出的上述信息,以使上述物體以規定形狀載置到上述物體載置部上的方式,控制上述吸引部件和上述驅動裝置中的至少一方。
由此,能夠將物體在平坦度維持得高的狀態下搬送到物體載置部 件上。
根據本發明的第2方式,提供一種曝光裝置,用于在物體上形成圖案,具有:上述搬送系統;和圖案生成裝置,其以能量束對通過該搬送系統搬送到上述物體載置部件上的上述物體進行曝光,而形成上述圖案。
根據本發明的第3方式,提供一種器件制造方法,包含以下步驟:使用上述曝光裝置對物體進行曝光、和對曝光后的上述物體進行顯影。
根據本發明的第4方式,提供一種搬送方法,將板狀的物體搬送到物體載置部件上,包含以下步驟:在上述物體載置部件的上方,通過吸引部件從上方以非接觸的方式吸引上述物體;通過驅動裝置使上述吸引部件相對于上述物體載置部沿上下方向相對移動;對由上述吸引部件吸引的上述物體的多個部位,分別求出與上述上下方向上的位置相關的信息;和使用所求出的上述信息,以使上述物體以規定形狀載置到上述物體載置部上的方式控制上述吸引部件和上述驅動裝置中的至少一方。
由此,能夠將物體在平坦度維持得較高的狀態下搬送到物體載置部件上。
根據本發明的第5方式,提供一種曝光方法,包含以下步驟:通過上述搬送方法將板狀的上述物體搬送到上述物體載置部件上;和在搬送后以能量束對保持在上述物體載置部件上的上述物體進行曝光,而在上述物體上形成圖案。
根據本發明的第6方式,提供一種器件制造方法,包含以下步驟:通過上述曝光方法對物體進行曝光;和對曝光后的上述物體進行顯影。
根據本發明的第7方式,提供一種第1吸引裝置,用于吸引板狀的物體,具有:吸引部件,其具有與上述物體相對的相對部,并從該相對部噴出氣體而產生對上述物體的吸引力;和計測裝置,其求出與由吸引部件吸引的上述物體的形狀相關的信息。
根據本發明的第8方式,提供一種第2吸引裝置,對板狀的物體以非接觸的方式作用吸引力,具有:基座部件;多個吸引部,其設在上述基座部件上,分別在上述物體周邊產生氣體的流動而產生對該物體的吸引力;和調整裝置,其使上述物體變形,邊通過因上述多個吸引部產生的上述氣體的流動而產生的上述力來吸引上述物體,邊通過上述調整裝置使上述物體變形。
由此,能夠邊通過因多個吸引部產生的氣體的流動而產生的吸引力來吸引物體,邊通過調整裝置使物體以例如能夠確保所期望的水準的平坦度的方式變形。
附圖說明
圖1是概略地表示一個實施方式的曝光裝置的結構圖。
圖2的(A)是圖1的晶片載臺的從+Z方向觀察到的圖(俯視),圖2的(B)是晶片載臺的從-Y方向觀察到的圖(主視圖)。
圖3是將投影光學系統作為基準來表示曝光裝置所具有的干涉儀、對準儀、多點AF系統等的配置的圖。
圖4是圖1的搬入單元及晶片載臺的從-Y方向觀察到的圖(主視圖)。
圖5是圖4的吸盤單元的從-Z方向觀察到的圖。
圖6是以一個實施方式的曝光裝置的控制系統為中心而構成的主控制裝置的輸入輸出關系的框圖。
圖7的(A)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其1),圖7的(B)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其2),圖7的(C)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其3),圖7的(D)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其4)。
圖8的(A)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其5),圖8的(B)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其6),圖8的(C)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其7),圖8的(D)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其8)。
圖9的(A)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其9),圖9的(B)是用于說明晶片的搬入動作的圖(其10)。
圖10是用于說明晶片平坦度檢測系統和吸盤單元位置檢測系統的結構的一個例子(變形例)的圖。
圖11是用于說明晶片搬入動作中的、即將將晶片載置到晶片載臺上之前的動作的一個例子的圖。
具體實施方式
以下基于圖1~圖9,說明一個實施方式。
在圖1中概略地示出一個實施方式的曝光裝置100的結構。該曝光裝置100是步進掃描方式的投影曝光裝置,即所謂掃描儀。如后所述,在本實施方式中,設有投影光學系統PL,在以下,將與該投影光學系統PL的光軸AX平行的方向作為Z軸方向,將在與其正交的面內,標線片(reticule)和晶片相對掃描的方向作為Y軸方向,將與Z軸及Y軸正交的方向作為X軸方向,將繞X軸、Y軸、及Z軸的旋轉(傾斜)方向分別作為θx、θy、及θz方向來進行說明。
如圖1所示,曝光裝置100具有:曝光部200,其配置在曝光工位上,該曝光工位配置在基盤12上的+Y側端部附近;計測部300,其從曝光部200向-Y側遠離規定距離地配置在計測工位上;載臺裝置50,其包含在基盤12上獨立地在XY平面內二維移動的晶片載臺WST及計測載臺MST;搬入單元121,其與未圖示的搬出單元及后述的晶片支承部件125一起構成搬送晶片W的搬送系統120(參照圖6);和它們的控制系統等。在此,基盤12通過防振裝置(省略圖示)而大致水平地(與XY平面平行地)支承在地面上。基盤12由具有平板狀外形的部件構成。另外,在基盤12的內部收納有線圈單元,該線圈單元包含構成平面電機(后述)的定子的、將XY二維方向作為行方向、列方向而呈矩陣狀配置的多個線圈17。此外,在圖1中,晶片載臺WST位于曝光工位,在晶片載臺WST(更詳細而言為后述的晶片臺WTB)上保持有晶片W。另外,在曝光工位附近配置有計測載臺 MST。
曝光部200具有照明系統10、標線片載臺RST、投影單元PU及局部液浸裝置8等。
例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等所公開那樣,照明系統10包括:光源、包含光學積分器(optical integrator)等的照度均勻化光學系統、及具有標線片遮簾(reticule blind)等(均未圖示)的照明光學系統。照明系統10通過照明光(曝光用光)IL以大致均勻的照度對標線片遮簾(也被稱為掩蔽系統)所設定(限制)的標線片R上的狹縫狀的照明區域IAR進行照明。在此,作為照明光IL,作為一個例子而使用ArF準分子激光(波長193nm)。
在標線片載臺RST上,例如通過真空吸附而固定有在其圖案面(圖1中的下表面)上形成有電路圖案等的標線片R。標線片載臺RST通過例如包含線性電機(linear motor)或平面電機等的標線片載臺驅動系統11(在圖1中未圖示,參照圖6),能夠在XY平面內進行微驅動,并且能夠沿掃描方向(圖1中的作為紙面內的左右方向的Y軸方向)以規定的掃描速度進行驅動。
標線片載臺RST的XY平面內的位置信息(包含θz方向的旋轉信息)例如通過標線片激光干涉儀(以下稱為“標線片干涉儀”)13,并經由固定在標線片載臺RST上的移動鏡15(實際上,設有具有與Y軸方向正交的反射面的Y移動鏡(或后向反射鏡(retroreflector))和具有與X軸方向正交的反射面的X移動鏡),始終以例如0.25nm左右的分辨率來檢測。標線片干涉儀13的計測值向主控制裝置20(在圖1中未圖示,參照圖6)發送。主控制裝置20基于標線片載臺RST的位置信息,并經由標線片載臺驅動系統11(參照圖6)來驅動標線片載臺RST。此外,在本實施方式中,也可以取代上述的標線片干涉儀而使用編碼器來檢測標線片載臺RST的XY平面內的位置信息。
投影單元PU配置在標線片載臺RST的圖1中的下方。投影單元PU通過水平配置在基盤12的上方的主框架BD并經由設在其外周部上的凸緣部FLG而被支承。如圖1及圖3所示,主框架BD由Y軸方 向上的尺寸比X軸方向上的尺寸大的俯視觀察時為六邊形狀(將矩形的兩個角切下后那樣的形狀)的板部件構成,通過一部分包含未圖示的防振裝置的未圖示的支承部件而支承在地面上。如圖1及圖3所示,以圍繞主框架BD的方式配置有俯視觀察時為矩形框狀的框架FL。框架FL通過與支承主框架BD的支承部件不同的其他支承部件,在地面上支承于與主框架BD相同高度的位置。從在框架FL的X軸方向上離開的一對長邊部的-Y側的端部附近(與后述的裝載位置LP大致相同的Y位置),分別向下方突出設置有XZ截面為L字狀的一對(左右對稱的)延伸部159(參照圖4)。
投影單元PU包含鏡筒40、和保持在鏡筒40內的投影光學系統PL。作為投影光學系統PL,例如使用由沿著與Z軸平行的光軸AX排列的多個光學元件(透鏡元件)構成的折射光學系統。投影光學系統PL例如兩側遠心(telecentric),具有規定的投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。因此,當通過來自照明系統10的照明光IL對標線片R上的照明區域IAR進行照明時,利用從圖案面與投影光學系統PL的第一面(物面)大致一致地配置的標線片R通過的照明光IL,并經由投影光學系統PL(投影單元PU)而在配置于投影光學系統PL的第二面(像面)側的、在表面涂敷有抗蝕劑(感應劑)的晶片W上的與上述照明區域IAR共軛的區域(以下也稱為曝光區域)IA上,形成該照明區域IAR內的標線片R的電路圖案的縮小圖像(電路圖案的一部分的縮小圖像)。并且,通過標線片載臺RST與晶片載臺WST(更準確而言,是保持晶片W的后述的微動載臺WFS)的同步驅動,使標線片R相對于照明區域IAR(照明光IL)向掃描方向(Y軸方向)相對移動,并且使晶片W相對于曝光區域IA(照明光IL)向掃描方向(Y軸方向)相對移動,由此對晶片W上的一個曝光(shot)區域(劃分區域)進行掃描曝光,在該曝光區域內轉印標線片R的圖案。即,在本實施方式中,通過照明系統10及投影光學系統PL在晶片W上生成標線片R的圖案,通過基于照明光IL對晶片W上的感應層(抗蝕劑層)的曝光而在晶片W上形成該圖案。
局部液浸裝置8是應對曝光裝置100進行液浸方式的曝光而設置的。局部液浸裝置8包含:液體供給裝置5、液體回收裝置6(在圖1中均未圖示,參照圖6)、及噴嘴單元32等。如圖1所示,噴嘴單元32以圍繞鏡筒40的下端部周圍的方式,經由未圖示的支承部件而垂掛支承在用于支承投影單元PU等的主框架BD上,其中該鏡筒40保持構成投影光學系統PL的最靠近像面側(晶片W側)的光學元件,在此是透鏡(以下也成為“前端透鏡”)191。噴嘴單元32具有:液體Lq的供給口及回收口、與晶片W相對配置且設有回收口的下表面;和分別與液體供給管31A及液體回收管31B(在圖1中均未圖示,參照圖3)連接的供給流路及回收流路。在液體供給管31A上,連接有其一端與液體供給裝置5(在圖1中未圖示,參照圖6)連接的未圖示的供給管的另一端,在液體回收管31B上,連接有其一端與液體回收裝置6(在圖1中未圖示,參照圖6)連接的未圖示的回收管的另一端。在本實施方式中,主控制裝置20控制液體供給裝置5(參照圖6),經由液體供給管31A及噴嘴單元32而向前端透鏡191與晶片W之間供給液體,并且控制液體回收裝置6(參照圖6),經由噴嘴單元32及液體回收管31B而從前端透鏡191與晶片W之間回收液體。此時,主控制裝置20以使所供給的液體量與所回收的液體量始終相等的方式,控制液體供給裝置5和液體回收裝置6。因此,在前端透鏡191與晶片W之間,始終更換保持固定量的液體Lq(參照圖1)。在本實施方式中,作為上述的液體Lq,使用ArF準分子激光(波長193nm的光)透射的純凈水。此外,純凈水相對于ArF準分子激光的折射率n為大致1.44,在純凈水中,照明光IL的波長被短波化為193nm×1/n=約134nm。此外,在圖3中,以附圖標記36來表示液體Lq所形成的液浸區域。
另外,在計測載臺MST位于投影單元PU下方的情況下,也能夠與上述同樣地在后述的計測臺MTB與前端透鏡191之間充滿液體Lq。
在此,將說明順序前后顛倒,先說明載臺裝置50。如圖1所示,載臺裝置50具有:配置在基盤12上的晶片載臺WST及計測載臺MST; 和包含計測這些載臺WST、MST的位置信息的Y干涉儀16、19等干涉儀系統70(參照圖6)等。
如從圖1及圖2的(B)等可知,晶片載臺WST具有粗動載臺WCS和微動載臺WFS,該微動載臺WFS以非接觸狀態支承在粗動載臺WCS上,并能夠相對于粗動載臺WCS而相對移動。在此,晶片載臺WST(粗動載臺WCS)通過粗動載臺驅動系統51A(參照圖6),向X軸及Y軸方向以規定行程進行驅動,并且向θz方向進行微驅動。另外,微動載臺WFS通過微動載臺驅動系統52A(參照圖6)而相對于粗動載臺WCS向6個自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θx、θy及θz各方向)進行驅動。
如圖2的(B)所示,粗動載臺WCS具有:長方形板狀的粗動滑塊部91,其在俯視觀察時(從+Z方向觀察時)X軸方向上的長度比Y軸方向上的長度稍長;長方形板狀的一對側壁部92a、92b,其在與YZ平面平行的狀態下分別固定在粗動滑塊部91的長度方向上的一端部和另一端部的上表面,且將Y軸方向作為長度方向;和一對定子部93a、93b,其朝向內側地固定在側壁部92a、92b各自的上表面的Y軸方向上的中央部上。此外,側壁部92a、92b的Y軸方向上的長度也可以與定子部93a、93b大致相同。即,側壁部92a、92b也可以僅設在粗動滑塊部91的長度方向上的一端部和另一端部的上表面的Y軸方向上中央部上。
在粗動載臺WCS的底面、即粗動滑塊部91的底面上,與配置于基盤12的內部的線圈單元相對應地,如圖2的(B)所示,設有由將XY二維方向作為行方向、列方向而呈矩陣狀地配置的多個永久磁鐵18構成的磁鐵單元。磁鐵單元與基盤12的線圈單元一起,構成粗動載臺驅動系統51A,該粗動載臺驅動系統51A在例如美國專利第5,196,745號說明書等中公開,由電磁力(洛倫茲力)驅動方式的平面電機構成(參照圖6)。向構成線圈單元的各線圈17(參照圖1)供給的電流的大小及方向通過主控制裝置20來控制。
在粗動滑塊部91的底面,在上述磁鐵單元的周圍固定有多個空 氣軸承94。粗動載臺WCS通過多個空氣軸承94,隔著規定的間隙(余隙、間隔)、例如幾μm左右的間隙而懸浮支承在基盤12的上方,并通過粗動載臺驅動系統51A沿X軸方向、Y軸方向及θz方向進行驅動。
此外,作為粗動載臺驅動系統51A,不限于電磁力(洛倫茲力)驅動方式的平面電機,例如也能夠使用可變磁阻驅動方式的平面電機。此外,也能夠通過磁懸浮型的平面電機來構成粗動載臺驅動系統51A,并通過該平面電機向6個自由度方向驅動粗動載臺WCS。在該情況下,也可以不在粗動滑塊部91的底面上設置空氣軸承。
一對定子部93a、93b分別例如由外形是矩形的板狀部件構成,在各自的內部,收納有由多個線圈構成的線圈單元CUa、CUb。向構成線圈單元CUa、CUb的各線圈供給的電流的大小及方向通過主控制裝置20來控制。
如圖2的(B)所示,微動載臺WFS例如具有:主體部81,其由俯視觀察時為八邊形的高度低的柱狀部件構成;一對動子部82a、82b,其分別固定在主體部81的X軸方向上的一端部和另一端部;和晶片臺WTB,其一體地固定在主體部81的上表面上且由俯視觀察時為矩形的板狀部件構成。
期望主體部81由熱膨脹率與晶片臺WTB相同或同程度的材料形成,期望該材料為低熱膨脹率。
在此,在圖2的(B)中,雖然省略了圖示,但在主體部81上,設有插入到形成于晶片臺WTB(及未圖示的晶片保持器)的未圖示的貫穿孔中、且能夠上下移動的多根(例如三根)上下移動銷140(參照圖4)。在三根上下移動銷140各自的上表面上,形成有真空排氣用的排氣口(未圖示)。另外,三根上下移動銷140各自的下端面固定在臺座部件141的上表面上。三根上下移動銷140分別配置在臺座部件141的上表面的俯視觀察時為大致正三角形的頂點的位置上。形成在三根上下移動銷140各自上的排氣口經由形成在上下移動銷140(及臺座部件141)的內部的排氣管路及未圖示的真空排氣管而與真空泵(未圖示)連通。臺座部件141經由固定在下表面的中央部上的 軸143而與驅動裝置142連接。即,三根上下移動銷140與臺座部件141一體地通過驅動裝置142沿上下方向被驅動。在本實施方式中,通過臺座部件141、三根上下移動銷140和軸143,構成能夠從下方支承晶片下表面的中央部區域的一部分的晶片中心支承部件(以下,簡記為中心支承部件)150。在此,三根上下移動銷140(中心支承部件150)從基準位置在Z軸方向上的位移例如通過設在驅動裝置142上的編碼器系統等的位移傳感器145(在圖4中未圖示,參照圖6)來檢測。主控制裝置20基于位移傳感器145的計測值,經由驅動裝置142沿上下方向驅動三根上下移動銷140(中心支承部件150)。
返回到圖2的(B),一對動子部82a、82b具有YZ截面為矩形框狀的框體,該框體分別固定在主體部81的X軸方向上的一端面和另一端面上。以下,方便起見,對這些框體使用與動子部82a、82b相同的附圖標記,記為框體82a、82b。
框體82a上形成有開口部,該開口部的Y軸方向尺寸(長度)及Z軸方向尺寸(高度)均比定子部93a稍長,且在Y軸方向上細長,YZ截面為矩形。在框體82a的開口部內以非接觸的方式插入有粗動載臺WCS的定子部93a的-X側的端部。在框體82a的上壁部82a1及底壁部82a2的內部設有磁鐵單元MUa1、MUa2。
動子部82b與動子部82a左右對稱而同樣地構成。在框體(動子部)82b的中空部內以非接觸的方式插入有粗動載臺WCS的定子部93b的+X側的端部。在框體82b的上壁部82b1及底壁部82b2的內部設有與磁鐵單元MUa1、MUa2同樣地構成的磁鐵單元MUb1、MUb2。
上述的線圈單元CUa、CUb以與磁鐵單元MUa1、MUa2及MUb1、MUb2分別相對的方式,分別收納在定子部93a及93b的內部。
磁鐵單元MUa1、MUa2及MUb1、MUb2、以及線圈單元CUa、CUb的結構例如在美國專利申請公開第2010/0073652號說明書及美國專利申請公開第2010/0073653號說明書等中被詳細地公開。
在本實施方式中,包含:上述動子部82a所具有的一對磁鐵單元MUa1、MUa2及定子部93a所具有的線圈單元CUa;和動子部82b所 具有的一對磁鐵單元MUb1、MUb2及定子部93b所具有的線圈單元CUb,與上述美國專利申請公開第2010/0073652號說明書及美國專利申請公開第2010/0073653號說明書同樣地,將微動載臺WFS相對于粗動載臺WCS在非接觸狀態下懸浮支承,并且構成以非接觸的方式向6個自由度方向進行驅動的微動載臺驅動系統52A(參照圖6)。
此外,作為粗動載臺驅動系統51A(參照圖6),在使用磁懸浮型的平面電機的情況下,由于能夠通過該平面電機與粗動載臺WCS一體地將微動載臺WFS向Z軸、θx及θy的各方向微驅動,所以微動載臺驅動系統52A也可以為能夠向X軸、Y軸及θz的各方向、即XY平面內的3個自由度方向驅動微動載臺WFS的結構。此外,例如也可以分別在粗動載臺WCS的一對側壁部92a、92b上,與微動載臺WFS的八邊形的斜邊部相對地設置各一對電磁鐵,并與各電磁鐵相對地在微動載臺WFS上設置磁性體部件。如此,由于能夠通過電磁鐵的磁力在XY平面內驅動微動載臺WFS,所以也可以通過動子部82a、82b、定子部93a、93b來構成一對Y軸線性電機。
在晶片臺WTB的上表面的中央,經由未圖示的銷吸盤(pinchuck)等晶片的保持部所具有的晶片保持器,并通過真空吸附等來固定晶片W。晶片保持器可以與晶片臺WTB一體地形成,但在本實施方式中分別構成晶片保持器和晶片臺WTB,例如通過真空吸附等將晶片保持器固定在晶片臺WTB的凹部內。另外,如圖2的(A)所示,在晶片臺WTB的上表面上設有板(疏液板)28,該板(疏液板)28具有與載置于晶片保持器上的晶片的表面成為大致相同面的、對液體Lq進行疏液化處理的表面(疏液面),并且,其外形(輪廓)是矩形且在其中央部上形成有比晶片保持器(晶片的載置區域)大一圈的圓形的開口。板28由低熱膨脹率的材料、例如玻璃或陶瓷(例如SCHOTT公司的Zerodur(商品名)、Al2O3或TiC等)構成,在其表面實施對液體Lq的疏液化處理。具體而言,例如通過氟樹脂材料、聚四氟乙烯(鐵氟龍(注冊商標))等氟類樹脂材料、丙烯酸類樹脂材料或硅類樹脂材料等形成疏液膜。此外,板28以其表面的全部(或 一部分)與晶片W的表面成為相同面的方式固定在晶片臺WTB的上表面上。
在板28的+Y側的端部附近設有計測板30。在該計測板30上,在位于晶片臺WTB的中心線CL上的中央設有第1基準標記FM,并以夾著該第1基準標記FM的方式設有一對標線片對準用的第2基準標記RM。
如圖2的(A)所示,在晶片臺WTB上,接近晶片保持器而設有多個(例如三個)反射鏡86。三個反射鏡86在接近晶片保持器的-Y側的位置(在中心線CL上一致且晶片W的缺口所相對的位置,即在俯視觀察時相對于晶片W的中心為6點鐘方向的位置)上配置一個,關于中心線CL對稱地、在俯視觀察時相對于晶片W的中心為5點鐘、7點鐘的方向上各配置一個。此外,在圖2的(A)中,為方便圖示而將反射鏡86圖示在晶片板的圓形開口的外側,但實際上,配置在晶片保持器與板28的圓形開口的邊界部分、板28與晶片W的間隙內。在這些反射鏡86的下方設有多孔體,無法通過液體回收裝置6完全回收而殘留在晶片臺WTB上的液體Lq經由該多孔體而回收。
對晶片臺WTB的-Y端面、-X端面,分別實施鏡面加工,形成圖2的(A)示出的反射面17a、反射面17b。
如圖3所示,計測載臺MST具有載臺主體60、和搭載在載臺主體60上的計測臺MTB。
在載臺主體60的底面上,雖然未圖示,但設有與基盤12的線圈單元(線圈17)一起構成計測載臺驅動系統51B(圖6參照)的、由多個永久磁鐵構成的磁鐵單元,其中計測載臺驅動系統51B由電磁力(洛倫茲力)驅動方式的平面電機構成。在載臺主體60的底面上,在上述磁鐵單元的周圍固定有多個空氣軸承(未圖示)。計測載臺MST通過上述的空氣軸承,經由規定的間隙(間隔、余隙)、例如幾μm左右的間隙而懸浮支承在基盤12的上方,并通過計測載臺驅動系統51B,向X軸方向及Y軸方向進行驅動。此外,也可以使計測載臺MST為具有粗動載臺和微動載臺的結構,其中粗動載臺向XY平面內的3 個自由度方向進行驅動,微動載臺相對于該粗動載臺而在剩余的3個自由度(或6個自由度)上進行驅動。此外,在通過磁懸浮型的平面電機構成計測載臺驅動系統51B的情況下,例如也可以使計測載臺為可向6個自由度方向移動的單體載臺。
計測臺MTB由俯視觀察時為矩形的部件構成。在計測臺MTB上設有各種計測用部件。作為該計測用部件,例如采用具有在投影光學系統PL的像面上接收照明光IL的針孔狀的受光部的照度不均傳感器88、計測由投影光學系統PL投影的圖案的空間像(投影像)的光強度的空間像計測器96、及波像差計測器89。作為照度不均傳感器,例如能夠使用與美國專利第4,465,368號說明書等所公開的照度不均傳感器相同結構的照度不均傳感器。另外,作為空間像計測器,例如能夠使用與美國專利申請公開第2002/0041377號說明書等所公開的空間像計測器相同結構的空間像計測器。另外,作為波像差計測器,例如能夠使用與國際公開第03/065428號(對應美國專利第7,230,682號說明書)說明書等所公開的波像差計測器相同結構的波像差計測器。此外,除上述各傳感器以外,也可以采用例如美國專利申請公開第2002/0061469號說明書等所公開的、具有在投影光學系統PL的像面上接收照明光IL的規定面積的受光部的照度監視器。
此外,在本實施方式中計測臺MTB(也可以包含上述的計測用部件)的表面也被疏液膜(疏水膜)覆蓋。
對計測臺MTB的+Y側面及-X側面分別實施鏡面加工,而形成有與上述的晶片臺WTB相同的反射面95a、95b。
接下來,說明計測晶片載臺WST及計測載臺MST的位置信息的干涉儀系統70。
干涉儀系統70(參照圖6)包含計測晶片載臺WST(晶片臺WTB)或計測載臺MST(計測臺MTB)的位置信息的多個干涉儀,具體而言包含兩個Y干涉儀16、19及四個X干涉儀136、137、138、139等。在本實施方式中,作為上述各干涉儀,除一部分以外,使用具有多個測長軸的多軸干涉儀。
如圖1及圖3所示,Y干涉儀16沿著從穿過投影光學系統PL的投影中心(光軸AX,參照圖1)的與Y軸平行的直線(以下稱為基準軸)LV(參照圖3)以相同距離向-X側、+X側離開的Y軸方向上的測長軸,將測長光束B41、B42照射到晶片臺WTB的反射面17a上,并接收各自的反射光。另外,Y干涉儀16在測長光束B41、B42之間在Z軸方向上隔開規定間隔并沿著與Y軸平行的測長軸(例如基準軸LV上的測長軸)朝向反射面17a照射測長光束B3,并接收反射面17a所反射的測長光束B3。
Y干涉儀19對計測臺MTB的反射面95a,例如沿著從基準軸LV以相同距離向-X側、+X側離開的Y軸方向上的測長軸,照射兩條測長光束B21、B22,并接收各自的反射光。
如圖3所示,X干涉儀136沿著關于從投影光學系統PL的光軸穿過的X軸方向上的直線(基準軸)LH以相同距離離開的2軸的測長軸,將測長光束B51、B52照射到晶片臺WTB的反射面17b上,并接收各自的反射光。
如圖3所示,X干涉儀137沿著從后述的主要對準系統AL1的檢測中心穿過的與X軸平行的直線LA,將測長光束B6照射到晶片臺WTB的反射面17b上,并接收反射光。
X干涉儀138沿著從進行晶片裝載的裝載位置LP穿過的與X軸平行的直線LUL,將測長光束B7照射到晶片臺WTB的反射面17b上,并接收反射光。
X干涉儀139對反射面95b照射與X軸平行的測長光束,并接收其反射光。
干涉儀系統70的各干涉儀的計測值(位置信息的計測結果)向主控制裝置20供給(參照圖6)。主控制裝置20基于Y干涉儀16的計測值,求出晶片臺WTB的與Y軸方向、θx方向及θz方向相關的位置信息。另外,主控制裝置20基于X干涉儀136、137及138中的任何一個干涉儀的輸出,求出晶片臺WTB的與X軸方向相關的位置信息。此外,主控制裝置20也可以基于X干涉儀136的計測值,求出 晶片臺WTB的與θz方向相關的位置信息。
另外,主控制裝置20基于Y干涉儀19及X干涉儀139的計測值,求出計測臺MTB(計測載臺MST)的與X軸、Y軸、及θz方向相關的位置信息。
此外,干涉儀系統70具有從基準軸LV以相同距離向-X側、+X側離開地配置有一對Z干涉儀的Z干涉儀系統,該Z干涉儀將在Z軸方向上離開的一對與Y軸平行的測長光束,分別經由固定在粗動載臺WCS的-Y側的側面上的移動鏡的上下一對的反射面,照射到一對固定鏡上,并接收來自該一對固定鏡的經由上述反射面的回射光。主控制裝置20基于該Z干涉儀系統的計測值,求出與包含Z軸、θy、θz的各方向在內的至少3個自由度方向相關的晶片載臺WST的位置信息。
此外,關于干涉儀系統70的詳細結構、及詳細計測方法的一個例子,例如在美國專利申請公開第2008/0106722號說明書等中詳細公開。
為了計測與晶片載臺WST和計測載臺MST的位置相關的信息,在本實施方式中使用了干涉儀系統,但也可以使用其他機構。例如,也能夠使用美國專利申請公開第2010/0297562號說明書所記載的那樣的編碼器系統。
返回到圖1,計測部300具有安裝在主框架BD的下表面上的對準裝置99、及其他計測系統。
對準裝置99包含圖3示出的五個對準系統AL1、AL21~AL24。若詳細敘述,則如下:在檢測中心位于從投影單元PU的中心(投影光學系統PL的光軸AX,在本實施方式中也與上述的曝光區域IA的中心一致)穿過且在基準軸LV上從光軸AX向-Y側隔開規定距離的位置上的狀態下,配置有主要對準系統AL1。隔著主要對準系統AL1,在X軸方向上的一側和另一側,分別設有關于基準軸LV大致對稱地配置檢測中心的次要對準系統AL21、AL22和AL23、AL24。即,五個對準系統AL1、AL21~AL24的檢測中心沿著X軸方向配置。此外,在圖1中,將五個對準系統AL1、AL21~AL24及保持它們的保持裝置包含為對準裝 置99而示出。
作為五個對準系統AL1、AL21~AL24,分別使用例如圖像處理方式的FIA(Field Image Alignment)系統,該FIA系統將不使晶片上的抗蝕劑感光的寬頻帶的檢測光束照射到對象標記上,并使用攝像元件(CCD等)來對通過來自該對象標記的反射光而在受光面上成像的對象標記的影像和未圖示的指標(設在各對準系統內的指標板上的指標圖案)的像進行拍攝,并輸出這些攝像信號。來自五個對準系統AL1、AL21~AL24的攝像信號向主控制裝置20供給(參照圖6)。此外,對準裝置99的詳細結構在例如美國專利申請公開第2009/0233234號說明書中有所公開。
構成搬送系統120的一部分的搬入單元121(參照圖1)用于在將曝光前的晶片裝載到晶片臺WTB上之前,在裝載位置LP的上方保持該晶片而裝載到晶片臺WTB上。另外,未圖示的搬出單元用于將曝光后的晶片從晶片臺WTB卸載。
如圖3及圖4所示,搬入單元121具有:由俯視觀察(從上方觀察)時為圓形的板狀部件構成且從上方以非接觸的方式吸引晶片W的吸盤單元153;沿上下方向驅動吸盤單元153的多個、例如一對Z音圈電機144;支承吸盤單元153的自重的多個、例如一對重量抵消裝置131;從下方支承被吸盤單元153吸引的晶片W的一對晶片支承部件125等。
如圖4所示,吸盤單元153例如具有:俯視觀察時為圓形的規定厚度的板部件(板)44;和以規定配置埋入板部件44的下表面的多個吸盤部件124。在此,板部件44兼作冷卻板,在其內部設有配管等,用于通過使調溫到規定溫度的液體在該配管內流動來將晶片調溫到規定溫度。但是,板部件44并不一定需要兼作冷卻板。
在本實施方式中,如作為吸盤單元153的從-Z方向觀察到的仰視圖的圖5所示,板部件44是將圓盤狀的第1部件44A、和配置在其外側的同心圓環狀的第2部件44B這兩個部件一體化而構成的。但是,并不一定需要將兩個部件同心地配置。另外,也并不一定需要通過兩 個部件來構成板部件。
在第1部件44A的下表面,在其中央點(中心點)及以此為中心的虛擬的雙重同心圓上,分別在等間隔的多個(例如十九個)點上配置吸盤部件124。若詳細敘述,則如下:在內側的虛擬圓上,分別在以中心角60度為間隔的六個點上配置吸盤部件124,在外側的虛擬圓上,分別在包含將中央的點和各個上述六個點連結的直線上的六個點在內的、以中心角30度為間隔的十二個點上,配置吸盤部件124。多個、合計十九個吸盤部件124各自的下表面在與板部件44的下表面成為相同面的狀態下,埋入到板部件44的下表面中(參照圖4)。此外,吸盤部件的配置并不限定于此,不一定需要等間隔地配置。
各吸盤部件124由所謂伯努利吸盤構成。眾所周知,伯努利吸盤是利用伯努利效應,將噴出的流體(例如空氣)的流速局部增大來吸引(以非接觸的方式保持)對象物的吸盤。在此,伯努利效應是指流體的壓力隨流速增加而減少,在伯努利吸盤中,由吸引(保持、固定)對象物的重量、及從吸盤噴出的流體的流速來決定吸引狀態(保持/懸浮狀態)。即,在對象物的大小已知的情況下,根據從吸盤噴出的流體的流速,來決定吸引時的吸盤與保持對象物的間隙的尺寸。在本實施方式中,吸盤部件124用于從其氣體流通孔(例如噴嘴或噴出口)等噴出氣體而在晶片W的周邊產生氣體的流動(氣流),從而吸引晶片W。吸引力(即噴出的氣體的流速等)的程度能夠適當調整,通過吸盤部件124來吸引晶片W并吸附保持,由此能夠限制Z軸方向、θx及θy方向上的移動。
多個(十九個)吸盤部件124通過主控制裝置20并經由調整裝置115(參照圖6),而控制從各個吸盤部件噴出的氣體的流速、流量及噴出方向(氣體的噴出方向)等中的至少一個。由此,各吸盤部件124的吸引力被單獨地設定為任意值。此外,也可以使多個(十九個)吸盤部件124構成為能夠按預先確定的組來設定吸引力。此外,主控制裝置20也可以控制氣體的溫度。
如圖5所示,在第1部件44A上,形成有多個寬度較窄的(細長 的)貫穿孔152,該貫穿孔152分別圍繞多個吸盤部件124。具體而言,多個貫穿孔152的一部分為構成分別圍繞除位于外周部上的十二個吸盤部件124以外的七個吸盤部件124的六邊形的各邊的配置。剩余一部分的貫穿孔152為與上述一部分的貫穿孔152中的一部分一起圍繞位于外周部上的十二個吸盤部件124的中心部側半部的那樣的配置。如后述那樣,通過吸盤部件124吸引晶片W時,從吸盤部件124朝向晶片W噴出的流體(例如空氣)經由貫穿孔152向外部(吸盤單元153的上方)放出。
在第2部件44B的內周部附近,在位于第1部件44A的外周部上的十二個吸盤部件124各自的外側,形成有多個(例如十二個)貫穿孔154。在各貫穿孔154內設有由陶瓷的多孔體構成的多孔軸承156。多個(例如十二個)多孔軸承156分別經由配管(未圖示)與例如由壓縮機等構成的氣體供給裝置48(參照圖6)連接。在基于吸盤單元153而吸引后述的晶片W時,從氣體供給裝置48供給的氣體(例如加壓空氣)從各多孔軸承156向下方(朝向晶片W)噴出,防止晶片W與吸盤單元153接觸。向各多孔軸承156供給的氣體的壓力、流量等由主控制裝置20(參照圖6)控制。此外,在不可能與晶片W接觸的情況下,也可以不在吸盤單元153上設置多孔軸承156。
在此,關于向吸盤部件124供給的氣體,供給至少將溫度調節成恒定、去除了灰塵、微粒等后的潔凈空氣(例如壓縮空氣)。即,被吸盤部件124吸引的晶片W通過調溫后的壓縮空氣而被保持為規定的溫度。另外,能夠將配置了晶片載臺WST等的空間的溫度、潔凈度等保持在設定范圍內。
如圖4所示,在吸盤單元153的上表面的X軸方向上的兩端部上,連接有在水平面(XY平面)內沿X軸方向延伸的一對支承板151各自的一端。
如圖4所示,在上述的框架FL的一對延伸部159各自的上表面上,沿X軸方向排列地固定有Z音圈電機144和重量抵消裝置131。在該情況下,在Z音圈電機144的內側配置重量抵消裝置131,但并 不需要限定于此。
并且,通過固定在一對延伸部159各自的上表面上的重量抵消裝置131和Z音圈電機144而從下方支承一對支承板151各自的另一端部。
一對Z音圈電機144分別沿上下方向以規定的行程(包含吸盤單元153開始吸引晶片W的第1位置、和將被吸盤單元153吸引的晶片W載置到晶片保持器(晶片臺WTB)上的第2位置的范圍)來驅動吸盤單元153。一對Z音圈電機144分別由主控制裝置20控制(參照圖6)。
一對重量抵消裝置131分別具有活塞部件133a、和滑動自如地設有活塞部件133a的氣缸133b。由活塞部件133a的活塞和氣缸133b劃分的氣缸133b內部的空間的壓力設定成與吸盤單元153的自重相應的值。活塞部件133a的活塞桿部的上端與支承板151的下表面連接。一對重量抵消裝置131分別是一種空氣彈簧裝置,經由活塞部件133a對支承板151付與向上(+Z方向)的力,由此,通過一對重量抵消裝置131,支承吸盤單元153(及支承板151)的自重的全部或一部分。向重量抵消裝置131的氣缸133b內部供給的加壓氣體的壓力及量等由主控制裝置20(參照圖6)控制。在此,由于重量抵消裝置131具有沿著氣缸133b在上下方向上移動的活塞部件133a,所以兼用于吸盤單元153上下移動時的引導。
一對晶片支承部件125分別具有:上下移動旋轉驅動部127,其分別經由未圖示的連接部件一體地安裝在框架FL的一對延伸部159上;驅動軸126,其通過上下移動旋轉驅動部127向Z軸方向(上下方向)及θz方向進行驅動;和支承板128,其上表面的長度方向上的一端固定在驅動軸126的下端面上,并沿XY平面內的一軸方向延伸。支承板128通過上下移動旋轉驅動部127,在與吸盤單元153的外周部一部分相對的第1支承板位置和不與吸盤單元153相對的第2支承板位置之間,使其長度方向上的另一端部以驅動軸126為旋轉中心向θz方向旋轉驅動,并且以規定行程沿上下方向驅動。在支承板128 的上表面上,在另一端部附近固定有吸附墊128b。吸附墊128b經由未圖示的配管部件與真空裝置連接(真空裝置及配管部件分別省略圖示)。晶片W當被支承板128(吸附墊128b)從下方支承時,通過吸附墊128b被真空吸附而保持。即,晶片W通過與吸附墊128b之間的摩擦力,限制X軸方向、Y軸方向及θz方向的移動。此外,也可以不設置吸附墊128b,而使用晶片W與晶片支承部件125之間的摩擦力。
以一方的晶片支承部件125的支承板128處于第1支承板位置時,從吸盤單元153的板部件44的中心觀察與5點鐘方向的外周緣相對,另一方的晶片支承部件125的支承板128處于第1支承板位置時,從吸盤單元153的板部件44的中心觀察與7點鐘方向的外周緣相對(參照圖3)的方式,設定各自的第1支承板位置。在各個支承板128的上表面,在吸附墊128b的驅動軸126側固定有反射鏡128a。
在一對晶片支承部件125附近,設有當一對支承板128分別處于第1支承板位置時,能夠分別對各個支承板128上的反射鏡128a從上方照射照明光的落射照明方式的一對計測系統123a、123b。一對計測系統123a、123b分別經由未圖示的支承部件與主框架BD連接。
一對計測系統123a、123b分別是檢測晶片W的邊緣部的位置信息的圖像處理方式的邊緣位置檢測系統,包含照明光源、多個反射鏡等的光路折曲部件、透鏡等及CCD等攝像元件等。
搬入單元121在從吸盤單元153的板部件44的中心觀察與6點鐘方向的外周緣相對的規定高度的位置(在吸盤單元153上吸引晶片W時,能夠與該晶片的缺口相對的位置)上,還設有其他反射鏡34(參照圖3)。設有能夠對反射鏡34從上方照射照明光的落射照明方式的計測系統123c(參照圖6)。計測系統123c與計測系統123a、123b同樣地構成。
在通過三個計測系統123a~123c分別進行晶片W的邊緣檢測時,這些攝像信號向信號處理系統116(參照圖6)發送。
搬入單元121還具有晶片平坦度檢測系統147(參照圖6)和多 個吸盤單元位置檢測系統148(參照圖4、圖6)。
晶片平坦度檢測系統147通過檢測多個、在此為四個晶片W表面的Z軸方向上的位置(Z位置)的Z位置檢測系統146(參照圖4)而構成,該Z位置檢測系統146分別配置在主框架BD的多個部位、例如晶片W的外周部附近的上方的三個部位、中心部附近的上方的一個部位。在本實施方式中,作為Z位置檢測系統146,使用作為一種所謂光學式位移計的三角測量方式的位置檢測系統,該位置檢測系統接收向對象物照射的計測光束的反射光,來檢測對象物的位置(在本實施方式中為Z位置)。在本實施方式中,在各Z位置檢測系統146中,經由上述貫穿孔152(參照圖5),向晶片W上表面照射計測光束,并經由其他貫穿孔152來接收其反射光。
構成晶片平坦度檢測系統147的多個Z位置檢測系統146的計測值向主控制裝置20(參照圖6)發送。主控制裝置20基于多個Z位置檢測系統146的計測值,檢測晶片W上表面的多個部位的Z位置,并根據該檢測結果求出晶片W的平坦度。
多個(例如三個)吸盤單元位置檢測系統148固定在主框架BD上。作為吸盤單元位置檢測系統148,分別使用與Z位置檢測系統146相同的三角測量方式的位置檢測系統。通過三個吸盤單元位置檢測系統148,來檢測吸盤單元153上表面的多個部位的Z位置,并將該檢測結果向主控制裝置20(參照圖6)發送。
雖然在圖1中未圖示,但在標線片R的上方配置有TTR(Through The Reticle)方式的一對標線片對準檢測系統14(參照圖6),該標線片對準檢測系統14使用用于對標線片R上的一對標線片對準標記、和與其對應的晶片臺WTB上的計測板30上的經由一對第2基準標記RM的投影光學系統PL而成的像同時進行觀察的曝光波長。該一對標線片對準檢測系統14的檢測信號向主控制裝置20供給。
此外,在曝光裝置100中,在投影光學系統PL的附近設有由照射系統和受光系統構成的多點焦點位置檢測系統54(參照圖6)(以下稱為多點AF系統),其中照射系統經由液浸區域36的液體Lq對晶 片W的表面照射多個計測光束,受光系統經由液體Lq接收各個反射光束。作為上述多點AF系統54,能夠使用例如美國專利申請公開第2007-0064212號說明書所公開的如下結構的多點焦點位置檢測系統:照射系統及受光系統分別包含棱鏡,且均將投影光學系統PL的前端透鏡作為其結構要素。
在圖6中示出表示以曝光裝置100的控制系統為中心而構成且統籌控制各部分結構的主控制裝置20的輸入輸出關系的框圖。主控制裝置20包含工作站(或微型計算機)等,統籌控制曝光裝置100的各部分結構。
在如上述那樣構成的本實施方式的曝光裝置100中,在主控制裝置20的管理下,與例如美國專利第8,0544,472號說明書等所公開的曝光裝置同樣地,進行使用晶片載臺WST和計測載臺MST的并行處理動作。在本實施方式的曝光裝置100中,在如后述那樣地裝載(搬入)到晶片載臺WST上并通過晶片臺WTB來保持的晶片W上,使用局部液浸裝置8來形成液浸區域36,經由投影光學系統PL及液浸區域36的液體Lq并以照明光IL來進行晶片的曝光動作。該曝光動作根據由主控制裝置事前進行的、基于對準裝置99的對準系統AL1、AL21~AL24得到的晶片對準(EGA)的結果及對準系統AL1、AL21~AL24的最新基線等,通過反復進行曝光間移動動作和掃描曝光動作來進行,其中曝光間移動動作是使晶片載臺WST向用于使晶片W上的各曝光區域曝光的開始掃描位置(開始加速位置)移動的動作,掃描曝光動作是對各曝光區域以掃描曝光方式轉印標線片R的圖案的動作。另外,在上述的并行處理動作時,在晶片更換中,在計測載臺MST上保持有液浸區域,在通過與計測載臺的更換而將晶片載臺WST配置在投影單元PU的正下方時,計測載臺MST上的液浸區域移動到晶片載臺WST上。
但是,在本實施方式中,與上述美國專利第8,054,472號說明書所公開的曝光裝置不同,在使用了晶片載臺WST和計測載臺MST的并行處理動作中,晶片載臺WST的位置信息及計測載臺MST的位置 信息使用干涉儀系統70的各干涉儀來計測。另外,使用一對標線片對準檢測系統14(參照圖6)及晶片載臺WST上的計測板30(參照圖2的(A))等來進行標線片對準。而且,曝光中的晶片臺WTB的與Z軸方向相關的控制使用上述的多點AF系統54來實時進行。
此外,與上述美國專利第8,054,472號說明書所公開的曝光裝置同樣地,也可以取代多點AF系統54,而在對準裝置99與投影單元PU之間,配置由照射系統及受光系統構成的多點AF系統。并且,也可以在晶片對準時,在晶片載臺WST移動的期間,使用該多點AF系統,預先取得晶片W的整個表面的Z位置,并基于對準中所取得的晶片W的整個表面的Z位置,進行曝光中的晶片載臺WST的與Z軸方向相關的位置控制。在該情況下,在晶片對準時及曝光時,需要設置計測晶片臺WTB上表面的Z位置的其他計測裝置。
接下來,基于圖7的(A)~圖9的(B),說明晶片W的裝載順序。此外,在圖7的(A)~圖9的(B)中,為了簡化附圖及防止附圖錯綜復雜,省略除了主框架BD、上下移動銷140等以外的晶片載臺WST、晶片平坦度檢測系統147及吸盤單元位置檢測系統148等。
如圖7的(A)所示,作為前提,例如吸盤單元153通過一對Z音圈電機144,移動到行程范圍內的移動上限位置(+Z側的移動界限位置)附近,即上述的第1位置,并維持在該位置上。另外,此時,一對晶片支承部件125通過主控制裝置20將各自的支承板128設定在第2支承板位置上。
在該狀態下,首先,晶片W在被搬送臂149從下方支承的狀態下,被搬入到吸盤單元153的下方。在此,晶片W的基于搬送臂149向裝載位置LP的搬入,可以在晶片載臺WST上對前一個曝光對象晶片(以下稱為前晶片)進行曝光處理時進行,也可以在進行對準處理等時進行。
接下來,如圖7的(B)所示,主控制裝置20開始對多個吸盤部件124供給流體(空氣),然后,通過使搬送臂149稍微上升(或使吸盤單元153稍微下降),而使晶片W保持規定的距離(間隔)地以 非接觸的方式被吸引在吸盤單元153(吸盤部件124)上。此外,在圖7的(B)中,為了容易說明,使晶片W通過在圖中涂滿小點而示出的噴出空氣的流動(更準確而言,通過因其流動而產生的負壓),而被吸盤單元153吸引。在圖7的(C)~圖9的(A)的各圖中也是同樣的。但是,實際上噴出的空氣的狀態并不一定限定于此。
接著,主控制裝置20經由上下移動旋轉驅動部127驅動(旋轉)一對晶片支承部件125的支承板128,以使其位于各自的第1支承板位置。此時,如圖7的(C)所示,各個支承板128上表面的吸附墊128b通過一對晶片支承部件125的上下移動旋轉驅動部127,移動到與晶片W的下表面(背面)相對的位置。另外,在一對晶片支承部件125的支承板128位于各自的第1支承板位置上的狀態下,反射鏡128a分別與晶片W背面的外周緣的規定位置相對。另外,在晶片W背面的缺口位置上,在晶片W被吸盤單元153吸引的階段下,其他反射鏡34與其相對。
當各個支承板128上表面的吸附墊128b和晶片W相對時,如圖7的(D)所示,主控制裝置20以使支承板128上升的方式控制上下移動旋轉驅動部127。當各個支承板128上表面的吸附墊128b與晶片W的下表面接觸時,主控制裝置20開始基于一對吸附墊128b的真空吸引,而通過各個吸附墊128b來吸附支承晶片W的下表面。此時,晶片W通過基于吸盤單元153的來自上方的吸引,而限制了Z、θx、θy的3個自由度方向上的移動,并且通過基于一對支承板128的來自下方的吸附支承,而限制了X、Y、θz的3個自由度方向上的移動,由此,限制例如6個自由度方向上的移動。
晶片W在該狀態下、即在基于吸盤單元153及一對晶片支承部件125而進行吸引保持(支承)的狀態下,以在裝載位置LP上待機的方式,確定曝光裝置100的處理順序。在曝光裝置100中,在晶片W在裝載位置LP上待機的期間,對保持在晶片臺WTB上的前晶片進行曝光處理(及在其之前的對準處理)等。另外,此時也可以為基于搬送臂149而停止晶片W的真空吸附的狀態。
并且,如圖8的(A)所述,在晶片W在裝載位置LP上的待機中,通過三個計測系統123a~123c(計測系統123c未圖示。參照圖6)分別進行晶片W的邊緣檢測。三個計測系統123a~123c所具有的攝像元件的攝像信號向信號處理系統116(參照圖6)發送。信號處理系統116例如通過美國專利第6,624,433號說明書等所公開的方法,檢測包含晶片的缺口的周緣部的三個部位的位置信息,而求出晶片W的X軸方向、Y軸方向上的位置偏差和旋轉(θz旋轉)誤差。并且,將這些位置偏差和旋轉誤差的信息向主控制裝置20供給(參照圖6)。
與上述的晶片W的邊緣檢測的開始前后顛倒,主控制裝置20向下方驅動搬送臂149,而在使搬送臂149與晶片W分離后,使搬送臂149從裝載位置LP退開。
當前晶片的曝光處理完成并通過未圖示的搬出裝置從晶片臺WTB上卸載前晶片時,通過主控制裝置20,經由粗動載臺驅動系統51A將晶片載臺WST移動到吸盤單元153的下方(裝載位置LP)。并且,如圖8的(B)所示,主控制裝置20經由驅動裝置142向上方驅動具有三根上下移動銷140的中心支承部件150。在該時刻,也基于三個計測系統123a~123c而繼續進行晶片W的邊緣檢測,主控制裝置20基于晶片W的位置偏差及旋轉誤差信息,以與晶片W的偏差量(誤差)相同的量向相同方向對晶片載臺WST微驅動,從而使晶片W搭載在晶片載臺WST的規定位置上。
并且,當三根上下移動銷140的上表面與被吸盤單元153吸引的晶片W的下表面抵接時,主控制裝置20停止中心支承部件150的上升。由此,晶片W在被修正了位置偏差及旋轉誤差的狀態下,通過三根上下移動銷140而被吸附保持。
在此,在某種程度上可準確地了解處于待機位置的被吸盤單元153吸引的晶片W的Z位置。因此,主控制裝置20基于位移傳感器145的計測結果,從基準位置以規定量驅動中心支承部件150,由此能夠使三根上下移動銷140與被吸盤單元153吸引的晶片W的下表面抵接。但是,并不限于此,也可以預先設定成,在中心支承部件150 (三根上下移動銷140)的上限移動位置上,三根上下移動銷140與被吸盤單元153吸引的晶片W的下表面抵接。
然后,主控制裝置20使未圖示的真空泵動作,開始基于三根上下移動銷140對晶片W下表面的真空吸附。此外,基于吸盤部件124對晶片W的吸引也可以在該狀態下繼續進行。通過基于吸盤部件124的吸引、和因來自三根上下移動銷140的下方的支承而產生的摩擦力,限制了晶片W在6個自由度方向上的移動。因此,在該狀態下,即使解除基于晶片支承部件125的支承板128對晶片W的吸附保持,也不會發生任何問題。
因此,當將晶片W支承(吸附保持)在三根上下移動銷140上時,如圖8的(C)所示,主控制裝置20在使基于一對吸附墊128b的真空吸引結束后,向下方驅動一對晶片支承部件125的支承板128而使其從晶片W分離。然后,經由上下移動旋轉驅動部127將各個支承板128設定在第2支承板位置上。
接著,如圖8的(D)所示,主控制裝置20分別經由一對Z音圈電機144及驅動裝置142,將吸引及支承晶片W的吸盤單元153及三根上下移動銷140(中心支承部件150)向下方驅動。由此,維持基于吸盤單元153(吸盤部件124)對晶片W的吸引狀態和基于三根上下移動銷140對晶片W的支承狀態,將吸盤單元153和三根上下移動銷140(中心支承部件150)開始向下方驅動。在此,吸盤單元153的驅動通過由主控制裝置20基于多個吸盤單元位置檢測系統148的檢測結果,驅動一對Z音圈電機144來進行。
上述的吸盤單元153和三根上下移動銷140(中心支承部件150)的驅動進行至晶片W的下表面(背面)與晶片臺WTB的平面狀的晶片載置面41抵接為止(參照圖9的(A))。在此,晶片載置面41實際上是通過設在晶片臺WTB上的銷吸盤所具有的多個銷的上端面而形成的虛擬的平坦面(區域),但在圖9的(A)等中,使晶片臺WTB的上表面為該晶片載置面41。
上述的吸盤單元153和三根上下移動銷140(中心支承部件150) 開始向下方驅動前及驅動中,主控制裝置20經由晶片平坦度檢測系統147(多個Z位置檢測系統146(參照圖4))計測晶片W上表面的平坦度。并且,主控制裝置20以使晶片W的平坦度收束在所期望范圍內的方式,基于晶片平坦度檢測系統147的計測結果,相對于吸盤單元153及中心支承部件150中的另一個部件(在此為吸盤單元153)的下降速度,控制響應性優異的一個部件(在此為中心支承部件150)的下降速度。
即,例如,在通過晶片平坦度檢測系統147檢測到晶片W變形成下凸形狀(與外周部相比內周部凹陷的形狀)的情況下,主控制裝置20經由驅動裝置142使中心支承部件150的下降速度慢于吸盤單元153的驅動速度。當中心支承部件150的下降速度慢于吸盤單元153的驅動速度時,晶片W實質上被三根上下移動銷140從下方推壓下表面的中央部。并且,當晶片W的平坦度成為規定值時,主控制裝置20以相同速度(同步地)進一步向下方驅動中心支承部件150及吸盤單元153。在此,晶片W的平坦度“成為規定值”表示,作為一個例子,晶片W不是完全的平面,而是變形成與外周部相比內周部凹陷、但該凹陷的程度為事先確定的程度以下的形狀。
另外,例如,在通過晶片平坦度檢測系統147檢測到晶片W變形成上凸形狀(與外周部相比內周部向上突出的形狀)的情況下,主控制裝置20經由驅動裝置142使中心支承部件150的下降速度快于吸盤單元153的驅動速度。當使中心支承部件150的下降速度快于吸盤單元153的驅動速度時,晶片W由于吸附保持在三根上下移動銷140上,所以實質上、下表面的中心部被向下方拉伸。并且,當晶片W的平坦度成為上述規定值時,主控制裝置20以相同速度(同步地)進一步向下方驅動中心支承部件150及吸盤單元153。
此外,在本實施方式中,在晶片W的多個點上檢測該晶片W的Z方向上的位置,并根據與這些位置相關的信息求出與晶片W的形狀(平坦度)相關的信息,但也可以使用除此以外的方法。例如,也可以通過相機等拍攝晶片W的圖像,根據得到的圖像信息求出與晶片 W的形狀(平坦度)相關的信息。
在本實施方式中,從通過吸盤單元153從上方向吸引晶片W、且通過上下移動銷140從下方支承晶片W的狀態,直到使晶片W吸附保持在未圖示的晶片保持器上為止,始終通過主控制裝置20并使用晶片平坦度檢測系統147來計測晶片W的變形狀態(平坦度)。因此,即使在進行了過度的平坦度修正的情況下,例如由于處于吸盤單元153與三根上下移動銷140之間的晶片W具有下凸形狀,所以為了調整其平坦度而將上下移動銷140的下降速度相對于吸盤單元153的下降速度減慢,其結果為,晶片W成為上凸形狀等,也能夠通過相對于吸盤單元153的下降速度而將上下移動銷140的下降速度加快,而再次將晶片W的平坦度調節為規定值。但是,也可以僅在從通過吸盤單元153從上方向吸引晶片W、且通過上下移動銷140從下方向支承晶片W的狀態、直到使晶片W吸附保持在未圖示的晶片保持器上為止的一部分時間區間(例如即將與晶片載置面41接觸之前)內,計測晶片W的變形狀態(平坦度)。
并且,如圖9的(A)所示,當晶片W的下表面與晶片臺WTB上表面(晶片載置面41)抵接時,主控制裝置20經由調整裝置115停止來自所有的吸盤部件124的高壓空氣流的流出,并解除基于所有的吸盤單元153對晶片W的吸引,而開始基于晶片臺WTB上的未圖示的晶片保持器對晶片W的吸附(吸引)。
接著,如圖9的(B)所示,主控制裝置20經由一對Z音圈電機144使吸盤單元153上升至規定的待機位置(第1位置或其附近的位置)。由此,晶片W向晶片臺WTB上的裝載(搬入)結束。
在此,當將吸盤單元153向上方驅動而停止時(或上升中),主控制裝置20使用上述的三個計測系統123a~123c,進行晶片W的邊緣位置的檢測。在該情況下,晶片W的邊緣檢測通過向晶片臺WTB上的三個反射鏡86上照射來自計測系統123a、123b、123c的計測光束、并由計測系統123a、123b、123c的攝像元件接收來自該反射鏡86的反射光束而進行。將三個計測系統123a~123c所具有的攝像元件 的攝像信號向信號處理系統116(參照圖6)發送,將晶片W的位置偏差和旋轉誤差的信息向主控制裝置20供給。主控制裝置20將該位置偏差和旋轉誤差的信息作為偏置量而預先存儲在存儲器中,在之后的晶片對準時或曝光時等,考慮上述偏置量來控制晶片臺WTB的位置。此外,在上述待機中進行晶片W的邊緣檢測,其結果為在修正了所得到的位置偏差和旋轉誤差的狀態下,晶片W被支承在三根上下移動銷140上之后而搭載到晶片臺WTB上,因此,也可以不必進行晶片W向晶片臺WTB上裝載后的晶片W的邊緣檢測。
如以上說明那樣,根據本實施方式的搬送系統120及具有該搬送系統的曝光裝置100,主控制裝置20在將晶片W裝載到晶片臺WTB上時,能夠使從上方吸引晶片W的吸盤單元153和從下方支承晶片W的上下移動銷140(中心支承部件150)獨立地上下移動。即,為了將產生撓曲或應變等變形的晶片W吸附保持在晶片載臺WST上而使其下降時,通過控制中心支承部件150(三根上下移動銷140)的下降速度,能夠在將晶片W的平坦度維持在所期望的范圍內的值的狀態下裝載到晶片載臺WST上。
另外,在本實施方式中,以三根構成上下移動銷140(中心支承部件150),這三根上下移動銷以一體地上下移動的方式構成,但并不限定于此。例如,也可以以三根上下移動銷能夠相互獨立地上下移動的方式構成中心支承部件150,并基于晶片的平坦度的計測結果,通過使這三根上下移動銷單獨地上下移動來將晶片W的平坦度收束在所期望的范圍內。此外,上下移動銷的數量不限于3根,也可以為其以下或其以上。
另外,在構成本實施方式的搬送系統120的一部分的搬入單元121中,由于通過一對重量抵消裝置131來支承吸盤單元153的自重,所以能夠減小沿上下方向驅動吸盤單元153時的力,能夠減小一對Z音圈電機144的大小。
另外,在本實施方式的搬送系統120中,在將晶片W裝載到晶片載臺WST上的中途,主控制裝置20以經由計測系統123a~123c來 計測晶片W的位置偏差及旋轉偏差,并基于該計測結果來修正晶片W的位置偏差及旋轉偏差的方式,驅動晶片載臺WST。因此,能夠位置重現性良好地將晶片W裝載到晶片臺WTB上。
另外,根據本實施方式的曝光裝置100,由于對在晶片臺WTB上以平坦度高的狀態且位置重現性良好地裝載的晶片W,以步進掃描(stepping and scan)方式進行曝光,所以對于晶片W上的多個曝光區域,分別能夠重合精度良好且沒有散焦地進行曝光,能夠對多個曝光區域良好地轉印標線片R的圖案。
此外,在上述實施方式中,鑒于三根上下移動銷140(中心支承部件150)的驅動時的響應性比吸盤單元153優異這一點,在將晶片W裝載到晶片載臺WST上時,調節三根上下移動銷140(中心支承部件150)的下降速度,以使晶片W的平坦度成為所期望的范圍內的值的方式對驅動裝置142進行驅動。但是,相反地,在吸盤單元153的驅動時的響應性比三根上下移動銷140(中心支承部件150)優異的情況下,期望調節吸盤單元153的下降速度。在三根上下移動銷140(中心支承部件150)和吸盤單元153的驅動時的響應性為相同程度的情況下,可以調節中心支承部件150及吸盤單元153中的任一方、或雙方的下降速度。另外,由于只要將晶片的平坦度維持在規定水準即可,所以無論響應性的優劣如何,也可以調節中心支承部件150及吸盤單元153中的任一方、或雙方的下降速度。
另外,在上述實施方式中,說明了通過多個Z位置檢測系統146構成晶片平坦度檢測系統147的情況,但并不限于此,也可以通過對晶片整個上表面照射光而能夠檢測其面形狀的檢測裝置來構成晶片平坦度檢測系統。另外,與上述實施方式同樣地,在通過多個Z位置檢測系統構成晶片平坦度檢測系統的情況下,作為該Z位置檢測系統,也無需使用三角測量方式的位置檢測系統。即,由于晶片平坦度檢測系統只要能夠檢測晶片W的平坦度(多個部位的Z位置)即可,所以例如如圖10所示,也可以取代上述的Z位置檢測系統146而在吸盤單元153的下表面上配置多個靜電電容傳感器84。由于靜電電容傳 感器84能夠使用比Z位置檢測系統146小型的系統,所以能夠與配置了多個Z位置檢測系統146的計測點的部位、例如在外周部有三處、在中央部有一處的共四處相比,配置在更多的部位。
另外,由于吸盤單元位置檢測系統只要能夠計測吸盤單元153的Z位置即可,所以不限于三角測量方式的位置檢測系統,例如如圖10所示,也可以使用由編碼器頭97和標尺98構成的編碼器系統來構成吸盤單元位置檢測系統。或者,也可以例如在一對Z音圈電機144的至少一方上,設置計測動子相對于該定子的從基準點開始的Z軸方向上的位移量的編碼器,并通過該編碼器來構成吸盤單元位置檢測系統。另外,也可以使用靜電電容傳感器來構成吸盤單元位置檢測系統148。
此外,在上述實施方式中,也可以在即將將晶片W裝載到晶片臺WTB上之前,從吸盤部件124朝向晶片W,以比將晶片W吸引至此時的噴出速度快的噴出速度噴出氣體。由此,如圖11所示,晶片W與吸盤部件124之間的壓力上升,晶片W的外周部振動(引起所謂氣錘現象)。在發生該振動的狀態下,當進一步使晶片W下降時,晶片W在下表面的外周部與未圖示的晶片保持器上表面的接觸面積較小的狀態下被載置到晶片臺WTB上。即,由于晶片W下表面與未圖示的晶片保持器之間的摩擦力降低,所以晶片W在被吸附保持到未圖示的晶片保持器上時,在抑制了吸附應變的發生的狀態下,被載置到晶片臺WTB上。
此外,在上述實施方式中,在吸盤單元153從上方吸引晶片W、且三根上下移動銷140在背面真空吸附晶片W的狀態下,將吸盤單元153和三根上下移動銷140向下方驅動,由此使晶片W載置到晶片臺WTB的晶片載置面41上,但并不限定于此。例如,也可以為取代三根上下移動銷140而使用搬送臂149的結構。在該情況下,搬送臂149為除水平方向以外,在上下方向上也能夠在規定范圍內驅動的結構。并且,只要在通過搬送臂149真空吸附晶片W的背面的狀態下,通過吸盤單元153吸引晶片W表面,并使用晶片平坦度檢測系 統147的檢測結果由主控制裝置20將吸盤單元153和搬送臂149的下降速度分別設定成規定值即可。
此外,在將晶片W載置到晶片載置面41上時,為了使搬送臂149不會造成妨礙,也可以預先在晶片載置面41上形成供搬送臂149進入的槽,而使晶片W和晶片載置面41高精度地接觸。并且,只要在該槽的內部使搬送臂149向水平方向移動,而從晶片載置面41退開即可。
另外,作為其他結構,也可以在從搬送臂149將晶片W交接到吸盤單元153上后,不使用三根上下移動銷140地使晶片W載置到晶片臺WTB的晶片載置面41上。在該情況下,例如,只要使用晶片平坦度檢測系統147的檢測結果,通過主控制裝置20控制吸盤單元153的下降速度、從吸盤部件124噴出的流體的流速(流量)、流體的流動方向,而將吸盤單元153的吸引力分別設定成規定值即可。此時,在使用晶片支承部件125的吸附墊125b來吸附支承晶片W的背面的情況下,與上述的搬送臂149的情況同樣地,只要預先在晶片載置面41上形成供晶片支承部件125進入的缺口,使晶片W和載置面41能夠高精度地接觸即可。另外,在無需約束晶片W的橫向(與載置面平行的方向)的移動的情況下,也可以不設置晶片支承部件125,僅通過吸盤部件124以吸引來保持晶片W,而將晶片W載置到晶片臺WTB的晶片載置面41上。此時,也只要例如使用晶片平坦度檢測系統147的檢測結果,通過主控制裝置20來控制吸盤單元153的下降速度、從吸盤部件124噴出的流體的流速(流量)、流體的流動方向,而將吸盤單元153的吸引力分別設定成規定值即可。
此外,在上述實施方式中,作為一個例子說明了如下液浸曝光裝置:在投影光學系統與晶片之間形成包含照明光的光路的液浸空間,并經由投影光學系統及液浸空間的液體,以照明光對晶片進行曝光,但并不限于此,也能夠將上述實施方式適用于不經由液體(水)地進行晶片W的曝光的干式曝光裝置。
另外,在上述實施方式及其變形例(以下稱為上述實施方式等) 中,對曝光裝置是步進掃描方式等的掃描型曝光裝置的情況進行了說明,但并不限于此,也可以將上述實施方式等適用于步進曝光裝置等靜止型曝光裝置。另外,上述實施方式等也能夠適用于將曝光區域和曝光區域合成的步進拼接(step and stitch)方式的縮小投影曝光裝置、接近(proximity)方式的曝光裝置、或鏡面投影對準曝光器(mirror projection aligner)等。而且,上述實施方式等也能夠適用于例如美國專利第6,590,634號說明書、美國專利第5,969,441號說明書、美國專利第6,208,407號說明書等所公開那樣,具有多個晶片載臺的多載臺型的曝光裝置。
另外,上述實施方式等的曝光裝置中的投影光學系統不僅可以是縮小系統,也可以是等倍及放大系統中的任一個,投影光學系統PL不僅可以是折射系統,也可以是反射系統及反射折射系統中的任一個,該投影像也可以是倒立像及正立像中的任一個。另外,上述的照明區域及曝光區域的形狀為矩形,但并不限于此,例如也可以為圓弧、梯形或平行四邊形等。
另外,上述實施方式等的曝光裝置的光源并不限于ArF準分子激光,也能夠使用發出KrF準分子激光(輸出波長248nm)、F2激光(輸出波長157nm)、Ar2激光(輸出波長126nm)、Kr2激光(輸出波長146nm)等的脈沖激光光源、發出g線(波長436nm)、i線(波長365nm)等亮線的超高壓水銀燈等。另外,也能夠使用YAG激光的高次諧波產生裝置等。此外,例如美國專利第7,023,610號說明書所公開那樣,作為真空紫外光可以使用高次諧波,該高次諧波如下地產生:將從DFB半導體激光器或者光纖激光器振蕩得到的紅外區或可見區的單一波長激光,利用例如摻雜有鉺(或者鉺與鐿兩者)的光纖放大器進行放大,并使用非線性光學晶體將其波長變換為紫外光,而得到高次諧波。
另外,在上述實施方式等中,作為曝光裝置的照明光IL并不限于波長100nm以上的光,當然也可以使用波長不足100nm的光。例如,能夠將上述實施方式等適用于使用軟X射線區域(例如5~15nm的波 長域)的EUV(Extreme Ultraviolet)光的EUV曝光裝置。此外,也能夠將上述實施方式適用于使用電子束或離子束等帶電粒子束的曝光裝置。
而且,也能夠將上述實施方式等適用于例如美國專利第6,611,316號說明書所公開的那樣經由投影光學系統在晶片上合成兩個標線片圖案并通過一次掃描曝光來對晶片上的一個曝光區域大致同時地進行雙重曝光的曝光裝置。
另外,在上述實施方式等中,要形成圖案的物體(照射能量束的曝光對象的物體)并不限于晶片,也可以是玻璃板、陶瓷基板、薄膜部件、或光罩基板(mask blanks)等其他物體。
作為曝光裝置的用途并不限定于半導體制造用的曝光裝置,例如,也能夠廣泛地適用于在方形的玻璃板上轉印液晶顯示元件圖案的液晶用的曝光裝置、用于制造有機EL、薄膜磁頭、攝像元件(CCD等)、微型機械及DNA芯片等的曝光裝置。另外,不僅是半導體元件等微型器件,還能夠將上述實施方式等適用于為了制造在光曝光裝置、EUV曝光裝置、X射線曝光裝置、及電子束曝光裝置等中使用的標線片或光罩(mask)而在玻璃基板或硅晶片等上轉印電路圖案的曝光裝置。
半導體元件等電子器件是經過以下步驟而制造出的:進行器件的功能/性能設計的步驟;基于該設計步驟制作標線片的步驟;從硅材料制作晶片的步驟;通過上述實施方式等的曝光裝置(圖案形成裝置)及其曝光方法將光罩(標線片)的圖案轉印到晶片上的光刻步驟;對曝光后的晶片進行顯影的顯影步驟;通過蝕刻將抗蝕劑殘留的部分以外的部分的露出部件去除的蝕刻步驟;將蝕刻結束而不再需要的抗蝕劑除去的抗蝕劑去除步驟;器件組裝步驟(包含切割工序、接合工序、封裝工序)、檢查步驟等。在該情況下,在光刻步驟中,由于使用上述實施方式等的曝光裝置來執行上述的曝光方法,而在晶片上形成器件圖案,所以能夠生產性良好地制造高集成度的器件。
此外,將與在目前說明中引用的曝光裝置等有關的所有公報、國際公開、美國專利申請公開說明書及美國專利說明書的公開引用為本 說明書的記載的一部分。

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系統 曝光 裝置 方法 器件 制造 以及 吸引
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