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曝光裝置及曝光方法、以及元件制造方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201280078120.2

申請日:

2012.12.28

公開號:

CN104919371A

公開日:

2015.09.16

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):G03F 7/20申請日:20121228|||公開
IPC分類號: G03F7/20 主分類號: G03F7/20
申請人: 株式會社尼康
發明人: 依田安史
地址: 日本東京都
優先權: 2012-248374 2012.11.12 JP; 13/727,229 2012.12.26 US
專利代理機構: 北京三友知識產權代理有限公司11127 代理人: 王濤
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280078120.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.07.31|||2015.12.02|||2015.09.16

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種曝光裝置,具備兩個載臺(WST1、WST2),能彼此獨立地移動,且具有于載置園片(wafer)(W)的面下方的位置分別設有光柵(RG)的臺(WTB);以及測量載臺(MST),其能與兩個載臺獨立地移動,并且根據通過光學系統接收的能量束的受光結果進行與曝光相關聯的測量。在曝光站(200)及測量站(300)中,分別設有第1、第2測量系統,通過對載臺的光柵從下方照射測量光束,測量載臺所具有的臺的位置。

權利要求書

權利要求書
1.  一種曝光裝置,以能量束通過光學系統使物體曝光,所述裝置具備:
第1移動構件及第2移動構件,其分別能保持所述物體且在既定平面內的區域內彼此獨立移動,并且分別于載置所述物體的面的下方位置設有第1光柵,所述區域包含進行所述能量束對所述物體的曝光的曝光站以及從該曝光站在平行于既定平面的第1方向分離配置且對所述物體進行既定測量的測量站;
第1測量系統,其設于所述曝光站,具有以所述第1方向作為長度方向的第1測量構件,從該第1測量構件對所述第1移動構件及第2移動構件中位于所述曝光站的移動構件的所述第1光柵從下方照射第1測量光束,測量位于所述曝光站的該移動構件的第1位置信息;
第2測量系統,其設于所述測量站,具有以所述第1方向作為長度方向的第2測量構件,從該第2測量構件對所述第1移動構件及第2移動構件中位于所述測量站的移動構件的所述第1光柵從下方照射第2測量光束,測量位于所述曝光站的該移動構件的第2位置信息;
第3移動構件,其能與所述第1移動構件及第2移動構件獨立在所述既定平面內移動并且包含通過所述光學系統接收所述能量束的受光面,且其中光學構件是測量裝置的至少一部分,其根據通過所述受光面而接收的所述能量束的受光結果進行與曝光相關聯的測量;以及
驅動系統,其分別驅動所述第1移動構件、第2移動構件及第3移動構件。

2.  如權利要求1所述的曝光裝置,其中,所述驅動系統包含平面電機,該平面電機具有設于支承所述第1移動構件、第2移動構件及第3移動構件的支承構件的固定件、以及設于所述第1移動構件、第2移動構件及第3移動構件的各個的可動件。

3.  如權利要求1或2所述的曝光裝置,其進一步具備:控制器,其通過所述驅動系統驅動所述第1移動構件與所述第2移動構件,如此則以在所述第3移動構件位于所述光學系統下方的狀態下,將保持曝光完畢的所述物體的所述第1移動構件及第2移動構件的一方與保持所述既定測量已結束的所述物體的所述第1移動構件及第2移動構件的另一方在所述第1方向上位置替換。

4.  如權利要求3所述的曝光裝置,其中,所述第1移動構件構成于內部具有空間 部且在所述既定平面內移動的第1移動體的一部分,所述第2移動構件構成于內部具有空間部且在所述既定平面內移動的第2移動體的一部分。

5.  如權利要求4所述的曝光裝置,其中,所述第1移動體,其包含于內部具有空間部且在至少所述既定平面內可動的第1可動構件與被該第1可動構件支承成能相對移動的所述第1移動構件;以及所述第2移動體,其包含于內部具有空間部且在至少所述既定平面內可動的第2可動構件與被該第2可動構件支承成能相對移動的所述第2移動構件。

6.  如權利要求4或5所述的曝光裝置,其中,所述第1測量構件具有第1測量臂,以懸臂式支承狀態,該第1測量臂能從所述第1方向一側插入所述空間部內,從下方對所述第1光柵照射所述第1測量光束,并且接收該第1測量光束的來自所述第1光柵的光;
所述第2測量構件具有第2測量臂,以懸臂式支承狀態,該第2測量臂能從所述第1方向另一側插入所述空間部內,從下方對所述第1光柵照射所述第2測量光束,并且接收該第2測量光束的來自所述第1光柵的光。

7.  如權利要求3至6中任一項所述的曝光裝置,其中,所述第1光柵為二維光柵。

8.  如權利要求7所述的曝光裝置,其中,所述第1測量系統,具有分別對所述第1光柵照射所述第1測量光束、接收各個所述第1測量光束的來自所述第1光柵的光的多個讀頭,且根據該多個讀頭的測量信息,測量所述移動構件的六自由度的位置信息。

9.  如權利要求3至8中任一項所述的曝光裝置,其中,所述控制器,將所述第1移動構件與所述第2移動構件以在所述第1方向位置替換的方式,沿包含在所述第1方向平行的彼此逆向的路徑的各個移動路徑并行驅動。

10.  如權利要求9所述的曝光裝置,其中,所述第1移動構件及第2移動構件的移動路徑,進一步包含在所述既定平面內正交于所述第1方向的第2方向將所述第1移動構件及第2移動構件彼此逆向地驅動的路徑。

11.  如權利要求9或10所述的曝光裝置,其進一步具備:第3測量系統,測量位于所述曝光站與所述測量站間的中間區域的所述第1移動構件及第2移動構件的第3位置信息,其中,
所述控制器,根據藉由所述第3測量系統測量的所述第3位置信息,沿所述移動 路徑驅動所述第1移動構件及第2移動構件。

12.  如權利要求11所述的曝光裝置,其中,所述平面電機,設于所述第1移動構件、第2移動構件及第3移動構件的各個的可動件包含磁石的動磁型;并且
所述第3測量系統包含位置測量裝置,該位置測量裝置具有以既定間隔配置于所述支承構件內的多個霍爾元件。

13.  如權利要求3至12中任一項所述的曝光裝置,其進一步具備:第1坐標回歸用測量系統,其為了進行所述第1測量系統的原點回歸而設置,測量藉由所述第1方向的位置替換而從所述測量站側移動至所述曝光站側的所述移動構件的絕對坐標。

14.  如權利要求13所述的曝光裝置,其中,所述第1坐標回歸用測量系統包含檢測設于所述移動構件的標記的二維成像感測器。

15.  如權利要求14所述的曝光裝置,其中,所述第1坐標回歸用測量系統進一步包含測量所述移動構件的正交于所述既定平面的方向的位置的位置感測器。

16.  如權利要求3至15中任一項所述的曝光裝置,其中,用以從保持有所述曝光完畢的物體的所述第1移動構件、第2移動構件卸載所述物體的卸載位置是設定于所述第1方向的位置替換后的所述第1移動構件及第2移動構件的移動路徑上。

17.  如權利要求3至16中任一項所述的曝光裝置,其進一步具備:第4測量系統,能在所述第1移動構件及所述第2移動構件的任一者在所述曝光站內移動時與所述第1測量系統對所述第1位置信息的測量并行地測量該移動構件的第4位置信息,其中,
所述控制器,根據所述第1位置信息及第4位置信息中可靠性較高者的位置信息,在所述曝光站內驅動所述移動構件。

18.  如權利要求17所述的曝光裝置,其中,所述第4測量系統包含編碼器系統,該編碼器系統具有設于所述第1移動構件、2移動構件及該第1移動構件外部、2移動構件外部的一方的讀頭,從該讀頭對設于所述第1移動構件、2移動構件及該第1移動構件外部、2移動構件外部的另一方的第2光柵照射第3測量光束,接收該第3測量光束的來自所述第2光柵的光,測量所述第1移動構件、2移動構件的所述第4位置信息。

19.  如權利要求18所述的曝光裝置,其進一步具備:第5測量系統,能在所述第1移動構件及所述第2移動構件的任一者在所述測量站內移動時與所述第2測量系統對所述第2位置信息的測量并行地測量該移動構件的第5位置信息,其中,
所述控制器,根據所述第2位置信息及第5位置信息中可靠性較高者的位置信息,在所述測量站內驅動所述移動構件。

20.  如權利要求19所述的曝光裝置,其中,所述第5測量系統包含共用所述第2光柵與所述讀頭中的一個的另一編碼器系統。

21.  如權利要求3至20中任一項所述的曝光裝置,其進一步具備:標記檢測系統,配置于所述測量站,檢測所述移動構件上或裝載于該移動構件上的所述物體上的標記。

22.  如權利要求21所述的曝光裝置,其中,所述第2測量系統以直接在所述標記檢測系統的檢測中心下方的點作為測量點。

23.  如權利要求21或22所述的曝光裝置,其中,于所述第1移動構件及第2移動構件分別設有基準標記,于所述標記檢測系統能檢測所述基準標記的位置設定有用以將所述物體裝載于所述第1移動構件及第2移動構件的裝載位置。

24.  如權利要求23所述的曝光裝置,其中,于能藉由所述測量站內的所述第2測量系統測量所述移動構件的第2位置信息的位置設定有所述裝載位置。

25.  如權利要求23或24所述的曝光裝置,其進一步具備:第2坐標回歸用測量系統,其為了進行所述第2測量系統的原點回歸而設置,測量藉由所述第1方向的位置替換而從所述曝光站側移動至所述測量站側的所述移動構件的絕對坐標。

26.  如權利要求25所述的曝光裝置,其中,所述第2坐標回歸用測量系統包含檢測設于所述移動構件的標記的二維成像感測器。

27.  如權利要求26所述的曝光裝置,其中,所述第2坐標回歸用測量系統進一步包含測量所述移動構件的正交于所述既定平面的方向的位置的位置感測器。

28.  如權利要求21至27中任一項所述的曝光裝置,其中,所述控制器控制所述第1移動構件及所述第2移動構件的移動,使得在所述曝光站進行對保持于所述第1移動構件及所述第2移動構件中的一方的物體的曝光并行地在所述測量站對保持于所述第1移動構件及所述第2移動構件中的另一方的物體進行所述既定測量。

29.  如權利要求28所述的曝光裝置,其中,所述既定測量包含二維移動所述移動構件同時藉由所述標記檢測系統檢測所述物體上的標記的標記檢測動作。

30.  如權利要求29所述的曝光裝置,其進一步具備:面位置檢測系統,其配置于所述測量站、用以檢測裝載于所述移動構件上的曝光前的所述物體的正交于所述既定 平面的方向的面位置信息。

31.  如權利要求30所述的曝光裝置,其中,所述第2測量系統以直接在所述面位置檢測系統的檢測中心下方的點作為測量點。

32.  如權利要求30或31所述的曝光裝置,其中,所述既定測量包含二維移動所述移動構件同時藉由所述面位置檢測系統在所述物體上的多個檢測點檢測所述面位置信息的動作。

33.  如權利要求1至32中任一項所述的曝光裝置,其中,所述第1測量系統以緊挨所述能量束的照射位置下方的點作為測量點。

34.  如權利要求1至33中任一項所述的曝光裝置,其進一步具備對直接在所述光學系統的下方供應液體的液浸裝置,其中,
所述第3移動構件,能將藉由所述液浸裝置供應至直接在所述光學系統的下方的所述液體在與位于直接在所述光學系統的下方或其近旁的所述第1移動構件或第2移動構件之間移交。

35.  如權利要求34所述的曝光裝置,其中,所述第3移動體具有能從交叉于所述第1方向的方向卡合于所述第1測量構件的剖面形狀。

36.  如權利要求1至34中任一項所述的曝光裝置,其中,所述第3移動構件,具有至少一部分能對向于所述第1測量構件并且具有設于其對向部的二維光柵。

37.  如權利要求1至36中任一項所述的曝光裝置,其中,設于所述第3移動構件的所述測量構件,為照度感測器、照度不均感測器、波面像差測量器、以及空間像測量器的至少一者的一部分。

38.  一種元件制造方法,包含:
使用如權利要求1至37中任一項所述的曝光裝置使物體曝光的動作;以及
使曝光后的所述物體顯影的動作。

39.  一種曝光裝置,通過光學系統使基板曝光,其具備:
第1載臺和第2載臺,分別具有于上面側設有所述基板的載置區域且于下面側設有第1光柵構件的保持構件、以及以于所述第1光柵構件下方形成空間的方式支承所述保持構件的本體部;
第3載臺,配置于通過所述光學系統進行所述基板的曝光的曝光站,與所述第1載臺、第2載臺不同;
檢測系統,配置于與所述曝光站不同的測量站,對所述基板照射檢測光束而檢測出所述基板的位置信息;
驅動系統,移動所述第1載臺、第2載臺、第3載臺,且使所述第1載臺、第2載臺分別從所述曝光站與所述測量站的一方移動至另一方;
第1測量系統,具有設于所述曝光站的第1讀頭部與設于所述測量站的第2讀頭部,通過以配置于所述曝光站的所述第1載臺、第2載臺的一方位于與所述光學系統對向處而配置于所述空間內的所述第1讀頭部,對所述第1光柵構件從下方照射第1測量光束,以測量所述一方載臺的位置信息,且通過以配置于所述測量站的所述第1載臺、第2載臺的另一方位于與所述檢測系統對向處而配置于所述空間內的所述第2讀頭部,對所述第1光柵構件從下方照射第1測量光束,以測量所述另一方載臺的位置信息;以及
控制器,為了使所述第1載臺、第2載臺分別在所述曝光站與所述測量站移動,而根據以所述第1測量系統測量的位置信息控制所述驅動系統對所述第1載臺、第2載臺的驅動,其中,所述控制器,藉由所述驅動系統使所述第1載臺、第2載臺分別以取代配置于所述空間內的所述第1讀頭部、第2讀頭部的一方而配置所述第1讀頭部、第2讀頭部的另一方的方式從所述曝光站與所述測量站的一方移動至另一方。

40.  如權利要求39所述的曝光裝置,其中,所述第1載臺、第2載臺分別通過所述曝光站與所述測量站間的中間區域,從所述曝光站與所述測量站中的一方移動至另一方;
進一步具備:第2測量系統,測量位于所述中間區域的所述第1載臺、第2載臺的至少一方的位置信息,其中,
所述控制器,為了使所述第1載臺、第2載臺分別以取代所述第1讀頭部、第2讀頭部的一方而另一方進入所述空間內的方式從所述中間區域移動至所述曝光站或所述測量站,是根據以所述第2測量系統測量的位置信息控制所述驅動系統對所述第1載臺、第2載臺的驅動。

41.  如權利要求40所述的曝光裝置,其進一步具備:第3測量系統,其具有設于所述第1載臺、第2載臺中的一方載臺與該一方載臺外部中的一方的多個讀頭,在該一方載臺位于所述中間區域時通過所述多個讀頭對設于所述一方載臺與該一方載臺外部中的另一方的第2光柵構件分別照射第2測量光束,以測量所述一方載臺的位置 信息;
所述控制器,為了使所述一方載臺從所述中間區域移動至所述曝光站或所述測量站,而根據以所述第2測量系統測量的所述位置信息與以所述第3測量系統測量的所述位置信息,控制所述驅動系統對所述一方載臺的驅動。

42.  如權利要求39所述的曝光裝置,其進一步具備:
對直接在所述光學系統的下方供應液體的液浸裝置;
所述控制器,為了將藉由所述液浸裝置供應至直接在所述光學系統的下方的所述液體在與位于直接在所述光學系統的下方或其近旁的所述第1載臺、第2載臺的一方之間移交,而以所述一方載臺與所述第3載臺維持接近或接觸的狀態移動于既定方向的方式,控制所述驅動系統對所述一方載臺在所述曝光站內的驅動。

43.  一種元件制造方法,包含:
使用如權利要求39至42中任一項所述的曝光裝置使基板曝光的動作;以及
使曝光后的所述基板顯影的動作。

44.  一種曝光方法,通過光學系統使基板曝光,其包含:
配置第1載臺、第2載臺的一方以面向在曝光站內的所述光學系統,所述第1載臺、第2載臺分別具有于上面側設有所述基板的載置區域且于下面側設有第1光柵構件的保持構件,以及支承所述保持構件的本體部,以于所述第1光柵構件下方形成空間,且在曝光站內配置有與所述第1載臺、第2載臺不同的第3載臺,并且通過所述光學系統進行所述基板的曝光;
為了在所述曝光站內使所述一方載臺移動,以通過位于與所述光學系統對向處的所述一方載臺的所述空間內所配置的第1讀頭部,對所述第1光柵構件從下方照射第1測量光束的第1測量系統,測量所述一方載臺的位置信息的動作;
為了在配置有對所述基板照射檢測光束而檢測出所述基板的位置信息的檢測系統且與所述曝光站不同的測量站內,使所述第1載臺、第2載臺的另一方移動,以通過位于與所述檢測系統對向處的所述另一方載臺的所述空間內所配置的第2讀頭部,對所述第1光柵構件從下方照射第1測量光束的第1測量系統,測量所述另一方載臺的位置信息的動作;以及
以從所述測量站移動至所述曝光站的所述另一方載臺位于與所述光學系統對向處而取代所述一方載臺的方式,接續于為了從所述空間內使所述第1讀頭部退出的所 述一方載臺的移動,使所述另一方載臺移動以使所述第1讀頭部進入所述空間內的動作。

45.  如權利要求44所述的曝光方法,其中,所述第1載臺、第2載臺分別通過所述曝光站與所述測量站間的中間區域,從所述曝光站與所述測量站的一方移動至另一方;
所述曝光方法進一步包含:藉由與所述第1測量系統不同的第2測量系統,測量位于所述中間區域的所述第1載臺、第2載臺的至少一方的位置信息的動作。

46.  如權利要求45所述的曝光方法,其中,以在所述第1載臺與所述第2載臺的所述中間區域內的移動路徑不同的方式,所述第1載臺、第2載臺分別從所述曝光站與所述測量站的一方移動至另一方。

47.  如權利要求46所述的曝光方法,其中,所述曝光站與所述測量站在第1方向分離配置,所述不同的移動路徑在與所述第1方向交叉的第2方向上位置不同。

48.  如權利要求45至47中任一項所述的曝光方法,其中,藉由與所述第1測量系統不同的第3測量系統,測量所述一方載臺的位置信息且根據藉由所述第1測量系統、第3測量系統的至少一方測量的位置信息控制所述一方載臺的移動,該第3測量系統,通過位于與所述光學系統對向處的所述一方載臺與其上方的一方所設的多個第1讀頭,對所述一方載臺與其上方的另一方所設的第2光柵構件照射第2測量光束;
藉由與所述第3測量系統,測量所述另一方載臺的位置信息且根據藉由所述第1測量系統、第3測量系統的至少一方測量的位置信息控制所述另一方載臺的移動,該第3測量系統,通過位于與所述檢測系統對向處的所述另一方載臺與其上方的一方所設的多個第2讀頭,對所述另一方載臺與其上方的另一方所設的第2光柵構件照射第2測量光束。

49.  如權利要求45至48中任一項所述的曝光方法,其中,以在將所述一方載臺置換為所述另一方載臺的途中所述第3載臺位于與所述光學系統對向處的方式取代所述一方載臺而所述第3載臺與所述光學系統對向配置,且取代所述第3載臺而所述另一方載臺與所述光學系統對向配置。

50.  如權利要求49所述的曝光方法,其中,所述第3載臺,從自所述光學系統下方離開的待機位置與所述光學系統下方的一方移動至另一方,且藉由與所述第1測量系統不同的第4測量系統在其移動路徑的至少一部分測量位置信息。

51.  如權利要求50所述的曝光方法,其中,藉由使所述第3載臺與所述光學系統對向配置,通過所述光學系統與配置于所述第3載臺上面的光透射部檢測用于所述基板的曝光的能量束。

52.  如權利要求44至48中任一項所述的曝光方法,其中,藉由供應至所述光學系統下的液體于所述光學系統與所述基板間形成液浸區域,且通過所述光學系統與所述液浸區域的液體以能量束曝光所述基板;
在將所述一方載臺置換為所述另一方載臺的途中所述第3載臺與所述光學系統對向配置,并在所述置換中于所述光學系統下實質地維持所述液浸區域。

53.  如權利要求52所述的曝光方法,其中,所述載臺中的一方與所述第3載臺彼此接近而相對所述光學系統移動,以取代述載臺中的所述一方而所述第3載臺與所述光學系統對向配置的方式,以及所述第3載臺與所述載臺的另一方彼此接近而相對所述光學系統移動,以取代所述第3載臺使所述載臺的所述另一方與所述光學系統對向配置。

54.  一種元件制造方法,包含:
使用如權利要求44至53中任一項所述的曝光方法使基板曝光的動作;以及
使所述曝光后的基板顯影的動作。

關 鍵 詞:
曝光 裝置 方法 以及 元件 制造
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