JPH10163099A5 - - Google Patents

Description

上記各発明では、第１基板ステージと第２基板ステージの２つのみが設けられていたが、請求項１１に記載の発明の如く、前記第１基板ステージ（ＷＳ１）及び第２基板ステージ（ＷＳ２）の他に、感応基板を保持して前記２つの基板ステージと同一平面内をこれらのステージとは独立に移動可能な少なくとも１つの別の基板ステージを更に設けても良い。
また本発明の別の態様によれば、感応基板（Ｗ）を露光する露光装置であって、干渉計用の反射面を有する第１基板保持部材（ＷＳ１ｂ）と；干渉計用の反射面を有する第２基板保持部材（ＷＳ２ｂ）と；基板保持部材を脱着可能であり、一方の基板保持部材を保持した状態で二次元方向に移動可能な第１ステージ部（ＷＳ２ａ）と；基板保持部材を脱着可能であり、他方の基板保持部材を保持した状態で、第１ステージ部（ＷＳ２ａ）とは独立に、二次元方向に移動可能な第２ステージ部（ＷＳ１ａ）と；第１ステージ部（ＷＳ２ａ）に装着された基板保持部材の反射面を使って、第１ステージ部（ＷＳ２ａ）に装着された一方の基板保持部材の位置を計測する第１干渉計システム（２６Ｘｅ，２６Ｙｅ））と；第２ステージ部（ＷＳ１ａ）に装着された他方の基板保持部材の反射面を使って、第２ステージ部（ＷＳ１ａ）に装着された基板保持部材の位置を計測する第２干渉計システム（２６Ｘａ，２６Ｙａ）と；を備え、第１ステージ部（ＷＳ２ａ）に一方の基板保持部材（例えばＷＳ２ｂ）を装着した状態で、一方の基板保持部材（ＷＳ２ｂ）に保持された感応基板の露光と並行して、第２ステージ部（ＷＳ１ａ）に他方の基板保持部材（ＷＳ１ｂ）を装着した状態で、他方の基板保持部材（ＷＳ１ｂ）に保持された感応基板のアライメント計測動作が実行され、第１ステージ部（ＷＳ２ａ）に一方の基板保持部材（ＷＳ２ｂ）を装着した状態での露光、及び第２ステージ部（ＷＳ１ａ）に他方の基板保持部材（ＷＳ１ｂ）を装着した状態でのアライメント計測動作が終了した後に、第２ステージ部（ＷＳ１ａ）に装着されていた他方の基板保持部材（ＷＳ１ｂ）を第１ステージ部（ＷＳ２ａ）に装着して、他方の基板保持部材（ＷＳ１ｂ）に保持された感応基板の露光が行われる露光装置が提供される。
これによれば、一方のステージ部の露光動作と他方のステージ部のアライメント計測動作とを並行処理することによって、スループットを向上させることができる。
また、本発明の別の態様によれば、マスク（Ｒ）に形成されたパターンの像を投影光学系（ＰＬ）を介して感応基板（Ｗ）上に露光する露光装置であって、ベース（１２）と；干渉計用の反射面を有し、ベース（１２）上で感応基板を保持して２次元平面内を移動可能な第１基板ステージ（ＷＳ１）と；干渉計用の反射面を有し、感応基板を保持して、ベース（１２）上で第１基板ステージ（ＷＳ１）とは独立に２次元平面内を移動可能な第２基板ステージ（ＷＳ２）と；感応基板上のアライメントマークを検出する第１アライメント系（ＷＡ）と；基板ステージに設けられた基準（ＦＭ１，ＦＭ２）とマスクのマークとの位置関係を投影光学系（ＰＬ）を介して計測する第２アライメント系（５６Ａ，５６Ｂ）と；第１アライメント系（ＷＡ）を用いたアライメント計測動作が行われている感応基板を保持している基板ステージ（ＷＳ１又はＷＳ２）の位置を計測するための測長軸（Ｘａ，Ｙａ）を有し、該測長軸（Ｘａ，Ｙａ）が、アライメント計測動作終了後に基板ステージの反射面から外れてしまう第１干渉計システム（２６Ｘａ，２６Ｙａ）と；投影光学系（ＰＬ）を用いた露光動作が行われている感応基板を保持している基板ステージ（ＷＳ１又はＷＳ２）の位置を計測するための測長軸（Ｘｅ，Ｙｅ）を有し、該測長軸（Ｘｅ，Ｙｅ）が、露光動作終了後に基板ステージの反射面から外れてしまう第２干渉計システム（２６Ｘａ，２６Ｙａ）と；を備え、２つの基板ステージのうちの一方の基板ステージ（例えばＷＳ２）に保持された感応基板の露光動作と並行して、他方の基板ステージ（ＷＳ１）に保持された感応基板上のアライメントマークを第１アライメント系（ＷＡ）で検出することによって、他方の基板ステージ（ＷＳ１）に保持された感応基板のショット領域と他方の基板ステージ（ＷＳ１）に設けられた基準（ＦＭ１）との第１位置関係が決定され、一方の基板ステージ（ＷＳ２）に保持された感応基板の露光終了後に、他方の基板ステージ（ＷＳ１）が投影光学系（ＰＬ）の像面側の所定位置に移動されるとともに、第２アライメント系（５６Ａ，５６Ｂ）を用いて、他方の基板ステージ（ＷＳ１）に設けられた基準（ＦＭ１）とマスク（Ｒ）のマークとの第２位置関係が計測され、第１及び第２位置関係と第２干渉計システム（２６Ｘａ，２６Ｙａ）で計測される他方の基板ステージ（ＷＳ１）の位置とに基づいて、他方の基板ステージ（ＷＳ１）に保持されている感応基板上のショット領域が順次露光される露光装置が提供される。
これによれば、一方の基板ステージの露光動作と他方の基板ステージのアライメント計測動作とを並行処理することによって、スループットを向上させることができる。

Claims (25)

1. マスクに形成されたパターンの像を投影光学系を介して感応基板上に露光する露光方法であって、
   感応基板を保持して各々同一の平面内を独立に移動可能な２つの基板ステージを用意し、
   前記２つの基板ステージの内の一方の基板ステージに保持された感応基板上に前記投影光学系を介して前記マスクのパターン像を露光し、
   前記一方の基板ステージに保持された感応基板の露光中に、前記２つの基板ステージの内の他方の基板ステージに保持された感応基板上の位置合わせマークと前記他方のステージ上の基準点との位置関係を計測し、
   前記一方の基板ステージに保持された感応基板の露光終了後に、前記他方の基板ステージ上の基準点を前記投影光学系の投影領域内に位置決めした状態で、その投影領域内の所定の基準点に対する前記他方の基板ステージ上の基準点の位置ずれ及び前記他方の基板ステージの座標位置を検出し、
   前記検出された位置関係、前記検出された位置ずれ及び前記検出された座標位置に基づいて前記他方の基板ステージの移動を制御し、前記他方のステージに保持された感応基板と前記マスクのパターン像との位置合わせを行うことを特徴とする露光方法。
2. 投影光学系を介して感応基板上にパターンを露光する露光装置であって、
   感応基板を保持して２次元平面内を移動可能な第１基板ステージと；
   感応基板を保持して前記第１基板ステージと同一平面内を前記第１基板ステージとは独立に移動可能な第２基板ステージと；
   前記投影光学系とは別に設けられ、前記基板ステージ上又は該ステージに保持された感応基板上のマークを検出するためのアライメント系と；
   前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの２次元位置をそれぞれ計測するための干渉計システムと；
   前記２つの基板ステージのそれぞれを、該ステージ上に保持された感応基板に対して前記投影光学系を介して露光が行われる露光時のステージ移動範囲内の所定の第１位置と、前記アライメント系によりステージ上又は該ステージに保持された感応基板上のマーク検出が行われるアライメント時のステージ移動範囲内の所定の第２位置との間で移動させる移動手段と；
   前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの内の一方のステージに保持された感応基板が露光される間に、前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの内の他方のステージ上で前記アライメント系によるマーク検出動作が行われるように、前記干渉計システムの計測値をモニタしつつ、前記２つのステージの動作を制御した後に、前記移動手段を制御して前記一方の基板ステージと他方の基板ステージの位置を入れ替える制御手段とを有する露光装置。
3. 前記干渉計システムは、前記投影光学系の投影中心で相互に垂直に交差する第１測長軸及び第２測長軸と、前記アライメント系の検出中心で相互に垂直に交差する第３測長軸及び第４測長軸とを備え、
   前記制御手段は、前記一方と他方のステージの位置を入れ替える際に、前記干渉計システムの測長軸をリセットすることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 投影光学系を介して感応基板上にパターンを露光する露光装置であって、
   感応基板を保持して２次元平面内を移動可能な第１基板ステージと；
   感応基板を保持して前記第１基板ステージと同一平面内を前記第１基板ステージとは独立に移動可能な第２基板ステージと；
   前記投影光学系とは別に設けられ、前記基板ステージ上又は該ステージに保持された感応基板上のマークを検出するためのアライメント系と；
   前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの２次元位置をそれぞれ計測するための干渉計システムと；
   前記２つの基板ステージのそれぞれを、ステージ上に保持された感応基板に対して前記投影光学系を介して露光が行われる露光時のステージ移動範囲内の所定の第１位置と、前記アライメント系によりステージ上又は該ステージに保持された感応基板上のマーク検出が行われるアライメント時のステージ移動範囲内の所定の第２位置と、基板ステージと外部の基板搬送機構との間で感応基板の受け渡しが行われれる第３位置の３地点間で移動させる移動手段と；
   前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの内の一方のステージの位置が前記干渉計システムにより管理され、該一方のステージに保持された感応基板に前記投影光学系を介してパターンが露光される間に、前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの内の他方のステージ上で感応基板の交換及び前記感応基板上のアライメントマークと前記他方のステージ上の基準点との位置関係を前記アライメント系の検出結果と前記干渉計システムの計測値とに基づいて計測するアライメント動作が順次行われるように前記２つの基板ステージ及び前記移動手段を制御するとともに、前記２つのステージの動作がともに終了した後に、前記２つのステージ上で行われる動作が入れ替わるように、前記２つのステージと前記移動手段とを制御する制御手段とを有する露光装置。
5. パターンが形成されたマスクを更に有し、
   前記マスクに形成されたパターンの像が投影光学系を介して前記第１基板ステージ及び第２基板ステージ上の感応基板に投影露光されることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記干渉計システムは、前記投影光学系の投影中心で相互に垂直に交差する第１測長軸及び第２測長軸と、前記アライメント系の検出中心で相互に垂直に交差する第３測長軸及び第４測長軸とを備え、
   前記制御手段は、前記２つのステージのそれぞれについて、前記第１位置への移動の際に前記干渉計システムの第１及び第２測長軸をリセットし、前記第２位置へ移動の際に前記干渉計システムの第３及び第４測長軸をリセットすることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記マスクのパターン像の投影中心と前記ステージ上の基準点との相対位置関係を前記マスクと前記投影光学系を介して検出するマーク位置検出手段を更に有することを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
8. 前記各基板ステージが、ステージ本体と、この本体上に着脱自在に搭載され基板を保持する基板保持部材とを有し、該基板保持部材の側面には干渉計用反射面が設けられ且つ前記基板保持部材の上面には前記基準点として基準マークが形成され、
   前記移動手段が、前記基板ステージの代わりに前記基板保持部材を前記各地点間で移動させることを特徴とする請求項２ないし７のいずれか一項に記載の露光装置。
9. 前記移動手段は、ロボットアームによって構成されていることを特徴とする請求項２ないし８のいずれか一項に記載の露光装置。
10. 前記投影光学系、前記アライメント系には、それぞれ干渉計による測長の基準となる固定鏡が取り付けられていることを特徴とする請求項２ないし９のいずれか一項に記載の露光装置。
11. 前記第１基板ステージ及び第２基板ステージの他に、感応基板を保持して前記２つの基板ステージと同一平面内をこれらのステージとは独立に移動可能な少なくとも１つの別の基板ステージを更に有することを特徴とする請求項２ないし１０のいずれか一項に記載の露光装置。
12. 感応基板を露光する露光装置であって、
    干渉計用の反射面を有する第１基板保持部材と；
    干渉計用の反射面を有する第２基板保持部材と；
    基板保持部材を脱着可能であり、一方の基板保持部材を保持した状態で二次元方向に移動可能な第１ステージ部と；
    基板保持部材を脱着可能であり、他方の基板保持部材を保持した状態で、前記第１ステージ部とは独立に、二次元方向に移動可能な第２ステージ部と；
    前記第１ステージ部に装着された基板保持部材の反射面を使って、前記第１ステージ部に装着された一方の基板保持部材の位置を計測する第１干渉計システムと；
    前記第２ステージ部に装着された他方の基板保持部材の反射面を使って、前記第２ステージ部に装着された基板保持部材の位置を計測する第２干渉計システムと；を備え、
    前記第１ステージ部に前記一方の基板保持部材を装着した状態で、前記一方の基板保持部材に保持された感応基板の露光と並行して、前記第２ステージ部に前記他方の基板保持部材を装着した状態で、前記他方の基板保持部材に保持された感応基板のアライメント計測動作が実行され、
    前記第１ステージ部に前記一方の基板保持部材を装着した状態での前記露光、及び前記第２ステージ部に前記他方の基板保持部材を装着した状態での前記アライメント計測動作が終了した後に、前記第２ステージ部に装着されていた前記他方の基板保持部材を前記第１ステージ部に装着して、前記他方の基板保持部材に保持された感応基板の露光が行われる露光装置。
13. 前記第２ステージ部に装着されていた前記他方の基板保持部材が前記第１ステージ部へ装着されると共に、前記第１ステージ部に装着されていた前記一方の基板保持部材が前記第２ステージ部に装着される請求項１２に記載の露光装置。
14. 前記第１ステージ部と前記第２ステージ部との間で、前記第１基板保持部材と前記第２基板保持部材とが交換される請求項１２又は１３に記載の露光装置。
15. 前記第２ステージ部に装着されていた前記他方の基板保持部材を前記第１ステージ部に移動する第１搬送装置を更に備えた請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
16. 前記第１ステージ部に装着されていた前記一方の基板保持部材を前記第２ステージ部に移動する第２搬送装置を更に備えた請求項１５に記載の露光装置。
17. 前記第１ステージ部に前記第１及び第２基板保持部材のいずれもが装着されていないときに、前記第１ステージ部を所定位置に保持する第１ストッパと；
    前記第２ステージ部に前記第１及び第２基板保持部材のいずれもが装着されていないときに、前記第２ステージ部を所定位置に保持する第２ストッパと；を更に備える請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の露光装置。
18. 感応基板上にマスクのパターン像を投影する投影光学系を更に備え、
    前記第２ステージ部に前記他方の基板保持部材を装着した状態でのアライメント計測動作によって、前記他方の基板保持部材に保持された感応基板上のショット領域と前記他方の基板保持部材の基準との第１位置関係が決定され、
    前記第１ステージ部に前記他方の基板保持部材を装着した後に、前記投影光学系を介して前記他方の基板保持部材の基準と前記マスクのマークとの第２位置関係が計測され、
    前記第１位置関係と前記第２位置関係とに基づいて、前記第１ステージ部に装着された前記他方の基板保持部材に保持された感応基板上のショット領域と前記マスクとが順次位置合わせされ、前記他方の基板保持部材に保持された感応基板上のショット領域が順次露光される請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の露光装置。
19. 前記第１位置関係を求めるために、前記基板上のアライメントマークを検出する第１アライメント系と；
    前記第２位置関係を計測する第２アライメント系と；を更に備えた請求項１８に記載の露光装置。
20. 前記第２干渉計システムを使って前記第２ステージ部に装着された前記他方の基板保持部材の反射面の位置を計測しながら前記アライメント計測動作が実行され、
    前記アライメント計測動作の終了後、前記第１ステージ部に装着された前記他方の基板保持部材の反射面に当たっている前記第１干渉計システムの測長軸のリセットが行われ、
    前記リセット後に、前記第１干渉計システムを使って前記第１ステージ部に装着された前記他方の基板保持部材の反射面の位置を計測しながら前記他方の基板保持部材に保持された感応基板上のショット領域が順次露光される請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の露光装置。
21. マスクに形成されたパターンの像を投影光学系を介して感応基板上に露光する露光装置であって、
    ベースと；
    干渉計用の反射面を有し、前記ベース上で感応基板を保持して２次元平面内を移動可能な第１基板ステージと；
    干渉計用の反射面を有し、感応基板を保持して、前記ベース上で前記第１基板ステージとは独立に２次元平面内を移動可能な第２基板ステージと；
    感応基板上のアライメントマークを検出する第１アライメント系と；
    前記基板ステージに設けられた基準と前記マスクのマークとの位置関係を前記投影光学系を介して計測する第２アライメント系と；
    前記第１アライメント系を用いたアライメント計測動作が行われている感応基板を保持している基板ステージの位置を計測するための測長軸を有し、該測長軸が、前記アライメント計測動作終了後に前記基板ステージの反射面から外れてしまう第１干渉計システムと；
    前記投影光学系を用いた露光動作が行われている感応基板を保持している基板ステージの位置を計測するための測長軸を有し、該測長軸が、前記露光動作終了後に前記基板ステージの反射面から外れてしまう第２干渉計システムと；を備え、
    前記２つの基板ステージのうちの一方の基板ステージに保持された感応基板の露光動作と並行して、他方の基板ステージに保持された感応基板上のアライメントマークを前記第１アライメント系で検出することによって、前記他方の基板ステージに保持された感応基板のショット領域と前記他方の基板ステージに設けられた基準との第１位置関係が決定され、
    前記一方の基板ステージに保持された感応基板の露光終了後に、前記他方の基板ステージが前記投影光学系の像面側の所定位置に移動されるとともに、前記第２アライメント系を用いて、前記他方の基板ステージに設けられた基準と前記マスクのマークとの第２位置関係が計測され、
    前記第１及び第２位置関係と前記第２干渉計システムで計測される前記他方の基板ステージの位置とに基づいて、前記他方の基板ステージに保持されている感応基板上のショット領域が順次露光される露光装置。
22. 前記基板ステージとの間で感応基板の交換動作を行う搬送手段を更に備え、
    前記一方の基板ステージに保持された露光後の感応基板が、前記搬送手段を使って未露光の感応基板と交換されるとともに、前記他方の基板ステージに保持された感応基板の露光と並行して、前記一方の基板ステージに保持された未露光の感応基板上のアライメントマークが前記第１アライメント系を使って検出される請求項２１に記載の露光装置。
23. 前記第１干渉計システムの測長軸、および前記第２干渉計システムの測長軸がともに切れているときに、前記基板ステージの位置を計測する計測手段を更に含む請求項２１又は２２に記載の露光装置。
24. 前記計測手段は、光学式のエンコーダを含む請求項２３に記載の露光装置。
25. 請求項１２〜２４のいずれか一項に記載された露光装置を用いて感応基板を露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法。