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JP5146183B2 - Exposure method, device manufacturing method, and exposure apparatus - Google Patents
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は、露光方法、デバイスの製造方法及び露光装置に関する。   The present invention relates to an exposure method, a device manufacturing method, and an exposure apparatus.

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置は、マスクの中央部を露光光で照明し、そのマスクを介した露光光で基板を露光する。露光に用いられるマスクは、露光装置のマスクステージに保持される。マスクステージにてマスクを保持する際には、例えばマスクステージにマスクを保持部材上に吸着させるなどの手法が知られている。   An exposure apparatus used in a photolithography process illuminates a central portion of a mask with exposure light, and exposes the substrate with exposure light through the mask. A mask used for exposure is held on a mask stage of an exposure apparatus. When holding a mask on a mask stage, for example, a technique of adsorbing a mask onto a holding member on the mask stage is known.

露光光の照射回数を重ねるにつれて、露光光の照射を受けるマスクの温度が上昇し、熱膨張によってマスクが変形して歪みが発生する。マスクの形状に歪みが生じると、当該マスクを介して基板上に投影されるパターンが歪んでしまう。マスクが熱膨張によって変形する場合、変形の成分に線形成分を多く含むため、例えば当該マスクを介して投影されるパターンに対し投影光学系の倍率を変化させるなど線形の補正を行うことで、当該パターンの歪みを容易に低減させることができる。
米国特許出願公開第2005/0248744号明細書
As the number of exposure light irradiations is increased, the temperature of the mask that receives the exposure light rises, and the mask is deformed and distorted by thermal expansion. When the mask shape is distorted, the pattern projected onto the substrate through the mask is distorted. When the mask is deformed due to thermal expansion, the deformation component includes many linear components.For example, by performing linear correction such as changing the magnification of the projection optical system with respect to the pattern projected through the mask, Pattern distortion can be easily reduced.
US Patent Application Publication No. 2005/0248744

しかしながら、マスクが保持部材によって吸着されている場合、当該吸着部分においてマスクの変形が部分的に抑制されることになり、マスクの変形の成分に非線形成分を多く含んだ状態となる。非線形成分を多く含んで変形したマスクを介して投影されるパターンに対して、例えば投影光学系の倍率を変化させるなど線形の補正を行っても、当該パターンの歪みを低減させることは困難である。パターンが歪んだ状態で基板上に投影されてしまうと、露光不良が発生する可能性がある。   However, when the mask is adsorbed by the holding member, the deformation of the mask is partially suppressed at the adsorbed portion, and the mask deformation component includes a large amount of nonlinear components. Even if linear correction is performed, for example, by changing the magnification of the projection optical system, on a pattern projected through a deformed mask containing a large amount of nonlinear components, it is difficult to reduce the distortion of the pattern. . If the pattern is projected on the substrate in a distorted state, an exposure failure may occur.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、露光不良を抑制できる露光方法、デバイスの製造方法及び露光装置を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide an exposure method, a device manufacturing method, and an exposure apparatus that can suppress exposure defects.

上記目的を達成するため、本発明に係る露光方法は、保持部材(28)に保持された基板(M)を用いて露光処理を行う露光方法であって、前記基板に所定の保持力を作用させて該基板を前記保持部材で保持させる保持工程と、保持された前記基板の変形に関する情報に応じて、前記基板に作用する前記保持力を解除する解除工程とを備える。   In order to achieve the above object, an exposure method according to the present invention is an exposure method in which an exposure process is performed using a substrate (M) held by a holding member (28), and a predetermined holding force is applied to the substrate. A holding step of holding the substrate by the holding member, and a releasing step of releasing the holding force acting on the substrate according to information on deformation of the held substrate.

本発明によれば、保持部材によって保持された基板の変形に関する情報に応じて、基板に作用する保持力を解除することとしたので、当該保持力に起因する基板の非線形の変形成分を解消させることができる。基板を介して投影されるパターンを線形に補正可能な状態とすることができるため、パターンの歪みを低減させることができる。   According to the present invention, since the holding force acting on the substrate is released according to the information on the deformation of the substrate held by the holding member, the nonlinear deformation component of the substrate caused by the holding force is eliminated. be able to. Since the pattern projected through the substrate can be in a linearly correctable state, distortion of the pattern can be reduced.

本発明に係るデバイスの製造方法は、リソグラフィ工程を有するデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程は上記の露光方法を含む。   A device manufacturing method according to the present invention is a device manufacturing method including a lithography process, and the lithography process includes the exposure method described above.

本発明によれば、基板を介して投影されるパターンを線形に補正可能な状態にすることができ、パターンの歪みを低減させることができるので、高性能のデバイスを得ることができる。   According to the present invention, the pattern projected through the substrate can be linearly corrected, and the distortion of the pattern can be reduced, so that a high-performance device can be obtained.

本発明に係る露光装置(EX)は、保持部材(28)に保持された基板(M)を用いて露光処理を行う露光装置であって、前記基板に所定の保持力を作用させて該基板を前記保持部材で保持させると共に、保持された前記基板の変形に関する情報に応じて、前記基板に作用する前記保持力を解除させる制御装置(3)を備える。   An exposure apparatus (EX) according to the present invention is an exposure apparatus that performs an exposure process using a substrate (M) held by a holding member (28), and applies a predetermined holding force to the substrate. And a control device (3) for releasing the holding force acting on the substrate in accordance with information on deformation of the held substrate.

本発明によれば、制御装置により、保持部材によって保持された基板の変形に関する情報に応じて、基板に作用する保持力を解除することとしたので、当該保持力に起因する基板の非線形の変形成分を解消させることができる。基板を介して投影されるパターンを線形に補正可能な状態とすることができるため、パターンの歪みを低減させることができる。   According to the present invention, since the control device releases the holding force acting on the substrate in accordance with the information on the deformation of the substrate held by the holding member, the nonlinear deformation of the substrate caused by the holding force. Ingredients can be eliminated. Since the pattern projected through the substrate can be in a linearly correctable state, distortion of the pattern can be reduced.

本発明によれば、露光不良を抑制できる。   According to the present invention, exposure failure can be suppressed.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. A predetermined direction in the horizontal plane is defined as an X-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is defined as a Y-axis direction, and a direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, a vertical direction) is defined as a Z-axis direction. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

図1は、第1実施形態に係る露光装置EXの一例を示す概略構成図である。図1において、露光装置EXは、マスクMを保持して移動可能なマスクステージ1と、基板Pを保持して移動可能な基板ステージ2と、マスクステージ1に保持されているマスクMを露光光ELで照明する照明系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を基板ステージ2に保持されている基板Pに投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置3と、計測等を行う計測ステージ4とを備えている。制御装置3は、例えばコンピュータシステムを含む。また、露光装置EXは、基板Pが処理される内部空間Lを形成するチャンバ装置5を備えている。チャンバ装置5は、内部空間Lの環境(温度、湿度及びクリーン度を含む)を調整可能である。   FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an example of an exposure apparatus EX according to the first embodiment. In FIG. 1, an exposure apparatus EX exposes a mask stage 1 that can move while holding a mask M, a substrate stage 2 that can move while holding a substrate P, and a mask M held by the mask stage 1 as exposure light. Controls the illumination system IL that illuminates with EL, the projection optical system PL that projects the pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL onto the substrate P held by the substrate stage 2, and the overall operation of the exposure apparatus EX. And a measurement stage 4 that performs measurement and the like. The control device 3 includes a computer system, for example. Further, the exposure apparatus EX includes a chamber apparatus 5 that forms an internal space L in which the substrate P is processed. The chamber device 5 can adjust the environment (including temperature, humidity, and cleanliness) of the internal space L.

基板Pは、デバイスを製造するための基板であって、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材に感光膜が形成されたものを含む。感光膜は、感光材(フォトレジスト)の膜である。また、基板Pにおいて、感光膜上に保護膜(トップコート膜)のような各種の膜が形成されていてもよい。   The substrate P is a substrate for manufacturing a device, and includes a substrate on which a photosensitive film is formed, for example, a semiconductor wafer such as a silicon wafer. The photosensitive film is a film of a photosensitive material (photoresist). In the substrate P, various films such as a protective film (top coat film) may be formed on the photosensitive film.

マスクMは、基板Pに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。本実施形態において、マスクMは、例えばガラス板等の透明板にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された透過型マスクである。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。また、本実施形態においては、マスクMとして透過型マスクを用いるが、反射型マスクでもよい。   The mask M includes a reticle on which a device pattern projected onto the substrate P is formed. In the present embodiment, the mask M is a transmissive mask in which a predetermined pattern is formed on a transparent plate such as a glass plate using a light shielding film such as chrome. This transmission type mask is not limited to a binary mask in which a pattern is formed by a light shielding film, and also includes a phase shift mask such as a halftone type or a spatial frequency modulation type. In this embodiment, a transmissive mask is used as the mask M, but a reflective mask may be used.

本実施形態の露光装置EXは、マスクMと基板Pとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクMを介した露光光ELで基板Pを露光する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)である。本実施形態においては、基板Pの走査方向(同期移動方向)をY軸方向とし、マスクMの走査方向(同期移動方向)もY軸方向とする。露光装置EXは、基板Pを投影光学系PLの投影領域PRに対してY軸方向に移動するとともに、その基板PのY軸方向への移動と同期して、照明系ILの照明領域IRに対してマスクMをY軸方向に移動しつつ、マスクMを露光光ELで照明し、そのマスクMからの露光光ELを、投影光学系PLを介して基板Pに照射する。照明系ILの照明領域IRは、照明系ILから射出される露光光ELの照射位置を含み、投影光学系PLの投影領域PRは、投影光学系PLから射出される露光光ELの照射位置を含む。   The exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that exposes the substrate P with the exposure light EL through the mask M while moving the mask M and the substrate P synchronously in a predetermined scanning direction. is there. In the present embodiment, the scanning direction (synchronous movement direction) of the substrate P is the Y-axis direction, and the scanning direction (synchronous movement direction) of the mask M is also the Y-axis direction. The exposure apparatus EX moves the substrate P in the Y axis direction with respect to the projection area PR of the projection optical system PL, and in the illumination area IR of the illumination system IL in synchronization with the movement of the substrate P in the Y axis direction. On the other hand, the mask M is illuminated with the exposure light EL while moving the mask M in the Y-axis direction, and the substrate P is irradiated with the exposure light EL from the mask M through the projection optical system PL. The illumination area IR of the illumination system IL includes the irradiation position of the exposure light EL emitted from the illumination system IL, and the projection area PR of the projection optical system PL indicates the irradiation position of the exposure light EL emitted from the projection optical system PL. Including.

露光装置EXは、例えばクリーンルーム内の床面FL上に設けられた第1コラム6、及び第1コラム6上に設けられた第2コラム7を含むボディ8を備えている。第1コラム6は、複数の第1支柱9と、それら第1支柱9に防振装置10を介して支持された第1プレート11とを有する。第2コラム7は、第1プレート11上に設けられた複数の第2支柱12と、それら第2支柱12に支持された第2プレート13とを有する。第2プレート13は、露光光ELが通過する第2開口17を有する。   The exposure apparatus EX includes, for example, a body 8 including a first column 6 provided on a floor surface FL in a clean room and a second column 7 provided on the first column 6. The first column 6 includes a plurality of first support columns 9 and a first plate 11 supported by the first support columns 9 via a vibration isolator 10. The second column 7 includes a plurality of second support columns 12 provided on the first plate 11 and a second plate 13 supported by the second support columns 12. The second plate 13 has a second opening 17 through which the exposure light EL passes.

照明系ILは、所定の照明領域IRを均一な照度分布の露光光ELで照明する。マスクMは、照明系ILの照明領域IR(露光光ELの照射位置)に移動可能である。照明系ILは、照明領域IRに配置されたマスクMの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明系ILから射出される露光光ELとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)等が用いられる。本実施形態においては、露光光ELとして、紫外光(真空紫外光)であるArFエキシマレーザ光が用いられる。   The illumination system IL illuminates a predetermined illumination region IR with exposure light EL having a uniform illuminance distribution. The mask M is movable to the illumination area IR (the irradiation position of the exposure light EL) of the illumination system IL. The illumination system IL illuminates at least a part of the mask M arranged in the illumination region IR with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution. As the exposure light EL emitted from the illumination system IL, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as bright lines (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp, Vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F2 laser light (wavelength 157 nm) is used. In the present embodiment, ArF excimer laser light that is ultraviolet light (vacuum ultraviolet light) is used as the exposure light EL.

マスクステージ1は、ガスベアリングにより、第2プレート13の上面(ガイド面)13Gに非接触で支持されている。マスクステージ1は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置15の作動により、照明系ILから射出される露光光ELの照射位置(照明系ILの照明領域IR)を含む第2プレート13の上面13Gに沿って、X軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。マスクステージ1は、例えば基板Pの露光時、あるいは露光光ELを用いる計測時等に露光光ELが通過する第1開口16を有する。   The mask stage 1 is supported by a gas bearing in a non-contact manner on the upper surface (guide surface) 13G of the second plate 13. The mask stage 1 includes a second plate 13 including an irradiation position of the exposure light EL emitted from the illumination system IL (an illumination area IR of the illumination system IL) by the operation of the mask stage driving device 15 including an actuator such as a linear motor. Along the upper surface 13G, it is movable in three directions, the X axis, the Y axis, and the θZ direction. The mask stage 1 has a first opening 16 through which the exposure light EL passes, for example, during exposure of the substrate P or measurement using the exposure light EL.

マスクステージ1は、露光光ELが照射されるマスクMを保持するマスク保持部14を有する。マスク保持部14は、マスクMを着脱可能である。本実施形態において、マスク保持部14は、マスクMの下面(パターン形成面)MbとXY平面とがほぼ平行となるように、マスクMを保持する。   The mask stage 1 has a mask holder 14 that holds a mask M irradiated with the exposure light EL. The mask holding unit 14 can attach and detach the mask M. In the present embodiment, the mask holding unit 14 holds the mask M so that the lower surface (pattern forming surface) Mb of the mask M and the XY plane are substantially parallel.

第2プレート13上には、マスクステージ1のY軸方向の一方の方向(例えば+Y方向)への移動に応じてそのマスクステージ1とは反対の方向(例えば−Y方向)へ移動するカウンタマス18が設けられている。カウンタマス18は、エアパッドを含む自重キャンセル機構により、第2プレート13の上面13Gに非接触で支持されている。本実施形態において、カウンタマス18は、マスクステージ1の周囲に設けられている。   On the second plate 13, a counter mass that moves in a direction (for example, −Y direction) opposite to the mask stage 1 in accordance with movement of the mask stage 1 in one direction (for example, + Y direction) in the Y axis direction. 18 is provided. The counter mass 18 is supported in a non-contact manner on the upper surface 13G of the second plate 13 by a self-weight canceling mechanism including an air pad. In the present embodiment, the counter mass 18 is provided around the mask stage 1.

マスクステージ1(マスクM)の位置情報は、干渉計システム19のレーザ干渉計19Aによって計測される。レーザ干渉計19Aは、マスクステージ1の反射面1Rに計測光LBを照射する。レーザ干渉計19Aは、マスクステージ1の反射面1Rに照射した計測光LBを用いて、X軸、Y軸及びθZ方向に関するマスクステージ1の位置情報を計測する。制御装置3は、干渉計システム19(レーザ干渉計19A)の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置15を作動し、マスクステージ1に保持されているマスクMの位置制御を行う。   Position information of the mask stage 1 (mask M) is measured by the laser interferometer 19A of the interferometer system 19. The laser interferometer 19A irradiates the measuring surface LB to the reflecting surface 1R of the mask stage 1. The laser interferometer 19A measures the position information of the mask stage 1 with respect to the X-axis, Y-axis, and θZ directions, using the measurement light LB irradiated to the reflecting surface 1R of the mask stage 1. The control device 3 operates the mask stage driving device 15 based on the measurement result of the interferometer system 19 (laser interferometer 19A), and controls the position of the mask M held on the mask stage 1.

投影光学系PLは、所定の投影領域PRに露光光ELを照射する。基板Pは、投影光学系PLの投影領域PR(露光光ELの照射位置)に移動可能である。投影光学系PLは、投影領域PRに配置された基板Pの少なくとも一部に、マスクMのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系PLの複数の光学素子は、鏡筒20に保持されている。鏡筒20は、フランジ21を有する。フランジ21は、第1プレート11に支持される。本実施形態の投影光学系PLは、その投影倍率が例えば1/4、1/5、又は1/8等の縮小系である。なお、投影光学系PLは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系PLの光軸AXは、Z軸と平行である。また、投影光学系PLは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系PLは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。   The projection optical system PL irradiates the predetermined projection region PR with the exposure light EL. The substrate P is movable to the projection region PR (exposure position of the exposure light EL) of the projection optical system PL. The projection optical system PL projects an image of the pattern of the mask M at a predetermined projection magnification onto at least a part of the substrate P arranged in the projection region PR. A plurality of optical elements of the projection optical system PL are held by the lens barrel 20. The lens barrel 20 has a flange 21. The flange 21 is supported by the first plate 11. The projection optical system PL of the present embodiment is a reduction system whose projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, or 1/8. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system. In the present embodiment, the optical axis AX of the projection optical system PL is parallel to the Z axis. The projection optical system PL may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element. Further, the projection optical system PL may form either an inverted image or an erect image.

基板ステージ2は、露光光ELが照射される基板Pを保持する基板保持部22を有する。基板保持部22は、基板Pを着脱可能である。本実施形態において、基板保持部22は、基板Pの露光面(上面)PaとXY平面とがほぼ平行となるように、基板Pを保持する。基板ステージ2は、ガスベアリングにより、第3プレート23の上面(ガイド面)23Gに非接触で支持されている。本実施形態において、第3プレート23の上面23GとXY平面とはほぼ平行である。第3プレート23は、床面FLに防振装置24を介して支持されている。基板ステージ2は、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置25の作動により、投影光学系PLから射出される露光光ELの照射位置(投影光学系PLの投影領域PR)を含む第3プレート23の上面23Gに沿って、基板Pを保持して移動可能である。本実施形態においては、基板ステージ2は、基板保持部22に基板Pを保持した状態で、第3プレート23上で、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。   The substrate stage 2 has a substrate holder 22 that holds the substrate P irradiated with the exposure light EL. The board | substrate holding part 22 can attach or detach the board | substrate P. As shown in FIG. In the present embodiment, the substrate holding unit 22 holds the substrate P so that the exposure surface (upper surface) Pa of the substrate P and the XY plane are substantially parallel. The substrate stage 2 is supported by a gas bearing in a non-contact manner on the upper surface (guide surface) 23G of the third plate 23. In the present embodiment, the upper surface 23G of the third plate 23 and the XY plane are substantially parallel. The third plate 23 is supported on the floor surface FL via a vibration isolator 24. The substrate stage 2 includes a third plate including an irradiation position of the exposure light EL (projection region PR of the projection optical system PL) emitted from the projection optical system PL by the operation of the substrate stage driving device 25 including an actuator such as a linear motor. The substrate P can be held and moved along the upper surface 23G of the substrate 23. In the present embodiment, the substrate stage 2 holds the substrate P on the substrate holding part 22 and has six directions on the third plate 23 including the X axis, Y axis, Z axis, θX, θY, and θZ directions. Can be moved to.

基板ステージ2(基板P)の位置情報は、干渉計システム19のレーザ干渉計19Bによって計測される。レーザ干渉計19Bは、基板ステージ2の反射面2Rに計測光LBを照射する。レーザ干渉計19Bは、基板ステージ2の反射面2Rに照射した計測光LBを用いて、X軸、Y軸及びθZ方向に関する基板ステージ2の位置情報を計測する。また、基板ステージ2に保持されている基板Pの露光面Paの面位置情報(Z軸、θX及びθY方向に関する位置情報)が、不図示のフォーカス・レベリング検出システムによって検出される。制御装置3は、干渉計システム19(レーザ干渉計19B)の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置25を作動し、基板ステージ2に保持されている基板Pの位置制御を行う。   The position information of the substrate stage 2 (substrate P) is measured by the laser interferometer 19B of the interferometer system 19. The laser interferometer 19B irradiates the measuring surface LB to the reflecting surface 2R of the substrate stage 2. The laser interferometer 19B measures the position information of the substrate stage 2 with respect to the X-axis, Y-axis, and θZ directions using the measurement light LB irradiated on the reflecting surface 2R of the substrate stage 2. Further, surface position information (position information regarding the Z axis, θX and θY directions) of the exposure surface Pa of the substrate P held on the substrate stage 2 is detected by a focus / leveling detection system (not shown). The control device 3 operates the substrate stage driving device 25 based on the measurement result of the interferometer system 19 (laser interferometer 19B) and the detection result of the focus / leveling detection system, and the substrate P held by the substrate stage 2 is controlled. Perform position control.

計測ステージ4は、図1において基板ステージ2にX方向に重なる位置に配置されており、基板ステージ2と同様、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能に設けられている。計測ステージ4には、マスクMのアライメントや投影光学系PLの調整等の各種計測を行う不図示の計測装置が搭載されている。   The measurement stage 4 is arranged at a position overlapping with the substrate stage 2 in the X direction in FIG. 1 and moves in the six directions of the X axis, Y axis, Z axis, θX, θY and θZ directions as with the substrate stage 2. It is provided as possible. The measurement stage 4 is equipped with a measurement device (not shown) that performs various measurements such as alignment of the mask M and adjustment of the projection optical system PL.

図2は、本実施形態に係るマスクステージ1、カウンタマス18及び第2プレート13近傍の斜視図である。図3は、マスクステージ1の一部の構成を示す斜視図である。図2及び図3において、マスクステージ1は、マスク保持部14が設けられたマスクステージ本体27を備えている。   FIG. 2 is a perspective view of the vicinity of the mask stage 1, the counter mass 18 and the second plate 13 according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view illustrating a partial configuration of the mask stage 1. 2 and 3, the mask stage 1 includes a mask stage main body 27 provided with a mask holding unit 14.

図2に示すように、マスクステージ本体27は、XY平面内においてほぼ矩形の第1部材28と、第1部材28の+X側の端に接続されたY軸方向に長い第2部材29とを有している。第1部材28は、+Y側の側面に、レーザ干渉計19Aの計測光LBが照射される反射面1Rを有する。第1部材28の反射面1Rは、Y軸とほぼ垂直になっている。カウンタマス18の+Y側の側面には、レーザ干渉計19Aの計測光LBが透過可能な透過領域18Yが配置されている。レーザ干渉計19Aは、透過領域18Yを介して、第1部材28の反射面1Rに計測光LBを照射可能である。   As shown in FIG. 2, the mask stage main body 27 includes a first member 28 that is substantially rectangular in the XY plane, and a second member 29 that is connected to the + X side end of the first member 28 and that is long in the Y-axis direction. Have. The first member 28 has a reflective surface 1R on the side surface on the + Y side that is irradiated with the measurement light LB of the laser interferometer 19A. The reflecting surface 1R of the first member 28 is substantially perpendicular to the Y axis. A transmission region 18Y through which the measurement light LB of the laser interferometer 19A can pass is disposed on the side surface of the counter mass 18 on the + Y side. The laser interferometer 19A can irradiate the measurement light LB to the reflecting surface 1R of the first member 28 via the transmission region 18Y.

第2プレート13のほぼ中央には、凸部13Aが設けられている。第2プレート13のガイド面13Gは、凸部13Aの上面を含む。第1部材28のうちガイド面13Gに対向する面には真空予圧型のエアパッド57が設けられている。このエアパッド57は、ガイド面13Gに向かってエア(空気)を吹き付けることにより、ガイド面13Gに対して第1部材28を、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持(非接触支持)させる。また、このエアパッド57は、第1部材28とガイド面13Gとの間のエアを吸引することにより、当該クリアランスを維持できるようにもなっている。マスクステージ本体27は、当該エアパッド57によって凸部13Aの上面13Gに非接触で支持されるようになっている。第2プレート13の凸部13Aのほぼ中央には、第2開口17が設けられている。   A convex portion 13 </ b> A is provided substantially at the center of the second plate 13. The guide surface 13G of the second plate 13 includes the upper surface of the convex portion 13A. A vacuum preload type air pad 57 is provided on the surface of the first member 28 facing the guide surface 13G. The air pad 57 blows air (air) toward the guide surface 13G, and thereby supports the first member 28 to float (non-contact) with respect to the guide surface 13G via a clearance of, for example, several microns. The air pad 57 can also maintain the clearance by sucking air between the first member 28 and the guide surface 13G. The mask stage main body 27 is supported by the air pad 57 in a non-contact manner on the upper surface 13G of the convex portion 13A. A second opening 17 is provided substantially at the center of the convex portion 13A of the second plate 13.

マスク保持部14は、第1部材28のうち第1開口16の周囲に配置された台座43と、当該台座43に設けられた吸着パッド44とを有する。吸着パッド44は、台座43の上面43Tに設けられている。台座43及び吸着パッド44は、第1開口16の4辺のうち対向する2辺に沿って配置されており、Y軸方向に長手方向を有する。吸着パッド44は、マスクMの下面Mbの少なくとも一部を保持する保持面45を有する。   The mask holding unit 14 includes a pedestal 43 disposed around the first opening 16 in the first member 28, and a suction pad 44 provided on the pedestal 43. The suction pad 44 is provided on the upper surface 43 </ b> T of the pedestal 43. The pedestal 43 and the suction pad 44 are disposed along two opposing sides of the four sides of the first opening 16 and have a longitudinal direction in the Y-axis direction. The suction pad 44 has a holding surface 45 that holds at least a part of the lower surface Mb of the mask M.

保持面45は、台座43の上面43Tの少なくとも一部を含む。本実施形態において、保持面45は、XY平面とほぼ平行である。また、本実施形態において、当該保持面45を含む凹部40内の面がマスクMの載置される載置面45aである。吸着パッド44は、台座43の上面43Tの一部に形成された溝46と、溝46の内側に形成された吸引口47とを有する。保持面45は、台座43の上面43Tのうち、溝46が形成されていない部分を含む。吸引口47は、流路48aを介して、圧力調節装置48に接続されている。制御装置3により圧力調節装置48を制御することで、吸引口47の気体を吸引すると共に、当該気体をマスクM側に噴射することができるようになっている。   The holding surface 45 includes at least a part of the upper surface 43 </ b> T of the pedestal 43. In the present embodiment, the holding surface 45 is substantially parallel to the XY plane. In the present embodiment, the surface in the recess 40 including the holding surface 45 is a mounting surface 45 a on which the mask M is mounted. The suction pad 44 has a groove 46 formed in a part of the upper surface 43 </ b> T of the base 43 and a suction port 47 formed inside the groove 46. The holding surface 45 includes a portion of the upper surface 43T of the pedestal 43 where the groove 46 is not formed. The suction port 47 is connected to the pressure adjusting device 48 through a flow path 48a. By controlling the pressure adjusting device 48 with the control device 3, the gas at the suction port 47 can be sucked and the gas can be injected to the mask M side.

吸着パッド44は、マスクMの下面Mbの少なくとも一部を吸着するように保持する。吸着パッド44の保持面45と、マスクMの下面Mbの一部とを接触させた状態で、吸引口47に接続されている圧力調節装置48が作動することにより、マスクMの下面Mbと溝46の内面とで囲まれた空間の気体が吸引口47によって吸引され、その空間が負圧になる。これにより、マスクMの下面Mbが保持面45に吸着保持される。マスクステージ1は、保持面45でマスクMを保持しながら移動可能である。また、吸引口47を用いる吸引動作が停止されることによって、マスク保持部14よりマスクMを外すことができる。   The suction pad 44 holds at least part of the lower surface Mb of the mask M so as to suck. When the holding surface 45 of the suction pad 44 and a part of the lower surface Mb of the mask M are in contact with each other, the pressure adjusting device 48 connected to the suction port 47 is operated, whereby the lower surface Mb of the mask M and the groove The gas in the space surrounded by the inner surface of 46 is sucked by the suction port 47, and the space becomes negative pressure. Thereby, the lower surface Mb of the mask M is sucked and held on the holding surface 45. The mask stage 1 is movable while holding the mask M with the holding surface 45. Further, when the suction operation using the suction port 47 is stopped, the mask M can be removed from the mask holding unit 14.

マスクMは、その下面Mbの一部に、パターンが形成されたパターン形成領域を有し、保持面45を含む吸着パッド44は、そのマスクMの下面Mbのうち、パターン形成領域以外の領域を保持する。マスク保持部14は、マスクMのパターン形成領域が第1開口16に配置されるようにマスクMを保持する。   The mask M has a pattern formation region in which a pattern is formed on a part of its lower surface Mb, and the suction pad 44 including the holding surface 45 has a region other than the pattern formation region on the lower surface Mb of the mask M. Hold. The mask holding unit 14 holds the mask M so that the pattern formation region of the mask M is disposed in the first opening 16.

第2部材29は、+X側の側面に、レーザ干渉計19Aの計測光LBが照射される反射面1Rを有する。第2部材29の反射面1Rは、X軸とほぼ垂直になっている。カウンタマス18の+X側の側面には、レーザ干渉計19Aの計測光LBが透過可能な透過領域18Xが配置されている。レーザ干渉計19Aは、透過領域18Xを介して、第2部材29の反射面1Rに計測光LBを照射可能である。   The second member 29 has, on the + X side surface, a reflecting surface 1R that is irradiated with the measurement light LB of the laser interferometer 19A. The reflecting surface 1R of the second member 29 is substantially perpendicular to the X axis. On the side surface of the counter mass 18 on the + X side, a transmission region 18X that can transmit the measurement light LB of the laser interferometer 19A is disposed. The laser interferometer 19A can irradiate the measurement light LB to the reflecting surface 1R of the second member 29 via the transmission region 18X.

マスクステージ駆動装置15は、マスクステージ1を移動可能である。マスクステージ駆動装置15は、マスクステージ1をY軸及びθZ方向に移動可能な第1駆動装置30と、マスクステージ1をX軸方向に移動可能な第2駆動装置31とを有する。本実施形態において、第1駆動装置30は、一対のリニアモータ32、33を含む。第2駆動装置31は、ボイスコイルモータ36を含む。   The mask stage driving device 15 can move the mask stage 1. The mask stage driving device 15 includes a first driving device 30 that can move the mask stage 1 in the Y-axis and θZ directions, and a second driving device 31 that can move the mask stage 1 in the X-axis direction. In the present embodiment, the first drive device 30 includes a pair of linear motors 32 and 33. The second drive device 31 includes a voice coil motor 36.

第1駆動装置30は、Y軸方向(移動方向)に沿って長い一対のガイド部材34、35を備えている。ガイド部材34、35は、カウンタマス18の内側に配置されている。ガイド部材34は第1部材28の+X側に配置されており、ガイド部材35は第1部材28の−X側に配置されている。したがって、これらガイド部材34、35は、X軸方向に関して離れた位置に設けられている。ガイド部材34、35の+Y側の端及び−Y側の端は、所定の固定部材を介して、カウンタマス18の内面に固定されている。ガイド部材34、35は、マスクステージ本体27をY軸方向に移動可能に支持する。   The first drive device 30 includes a pair of guide members 34 and 35 that are long along the Y-axis direction (movement direction). The guide members 34 and 35 are disposed inside the counter mass 18. The guide member 34 is disposed on the + X side of the first member 28, and the guide member 35 is disposed on the −X side of the first member 28. Therefore, these guide members 34 and 35 are provided at positions separated with respect to the X-axis direction. The + Y side end and the −Y side end of the guide members 34 and 35 are fixed to the inner surface of the counter mass 18 via a predetermined fixing member. The guide members 34 and 35 support the mask stage main body 27 so as to be movable in the Y-axis direction.

このガイド部材34、35は、リニアモータ32、33の固定子として機能するコイルユニット51をそれぞれ有する。マスクステージ1の第1部材28は、リニアモータ32、33の可動子として機能する磁石ユニット55を有する。磁石ユニット55は、第1部材28の+X側の端面及び−X側の端面に配置されており、ガイド部材34、35のコイルユニット51に対応するように、+X側及び−X側のそれぞれに配置されている。   The guide members 34 and 35 have coil units 51 that function as stators of the linear motors 32 and 33, respectively. The first member 28 of the mask stage 1 has a magnet unit 55 that functions as a mover for the linear motors 32 and 33. The magnet unit 55 is disposed on the end surface on the + X side and the end surface on the −X side of the first member 28, and on each of the + X side and the −X side so as to correspond to the coil unit 51 of the guide members 34 and 35. Has been placed.

本実施形態においては、第1部材28の+X側の端に設けられた可動子、及びガイド部材34に設けられた固定子によって、マスクステージ本体27をY軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のリニアモータ32が形成される。同様に、第1部材28の−X側の端に設けられた可動子、及びガイド部材35に設けられた固定子によって、マスクステージ本体27をY軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のリニアモータ33が形成される。   In the present embodiment, a moving magnet type that can move the mask stage body 27 in the Y-axis direction by a mover provided at the + X side end of the first member 28 and a stator provided at the guide member 34. A linear motor 32 is formed. Similarly, a moving magnet type linear motor capable of moving the mask stage body 27 in the Y-axis direction by a mover provided at the end of the first member 28 on the −X side and a stator provided on the guide member 35. 33 is formed.

第2駆動装置31は、Y軸方向に長いガイド部材37を備えている。ガイド部材37は、ボイスコイルモータ36の固定子として機能するコイルユニットを有する。ガイド部材37は、カウンタマス18の内側に配置されている。ガイド部材37は、ガイド部材35の−X側に配置されている。ガイド部材37の+Y側の端及び−Y側の端は、所定の固定部材を介して、カウンタマス18の内面に固定されている。   The second drive device 31 includes a guide member 37 that is long in the Y-axis direction. The guide member 37 has a coil unit that functions as a stator of the voice coil motor 36. The guide member 37 is disposed inside the counter mass 18. The guide member 37 is disposed on the −X side of the guide member 35. The + Y side end and the −Y side end of the guide member 37 are fixed to the inner surface of the counter mass 18 via a predetermined fixing member.

マスクステージ本体27の−X側の端には、ボイスコイルモータ36の可動子として機能する磁石ユニットが配置されている。マスクステージ本体27の−X側の端に設けられた可動子、及びガイド部材37に設けられた固定子によって、マスクステージ本体27をX軸方向に移動可能なムービングマグネット方式のボイスコイルモータ36が形成される。   A magnet unit that functions as a mover of the voice coil motor 36 is disposed at the −X side end of the mask stage main body 27. A moving magnet type voice coil motor 36 capable of moving the mask stage main body 27 in the X-axis direction by a mover provided at the −X side end of the mask stage main body 27 and a stator provided in the guide member 37 is provided. It is formed.

マスクステージ1は、第1、第2駆動装置30、31を含むマスクステージ駆動装置15により、X軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。マスクステージ本体27は、露光光ELの照射位置(照明系ILの照明領域)を含むXY平面に沿って、マスク保持部14にマスクMを保持して移動可能である。   The mask stage 1 can be moved in three directions of the X axis, the Y axis, and the θZ direction by the mask stage driving device 15 including the first and second driving devices 30 and 31. The mask stage main body 27 is movable while holding the mask M on the mask holding unit 14 along the XY plane including the irradiation position of the exposure light EL (illumination area of the illumination system IL).

カウンタマス18は、マスクステージ1を配置可能な開口を有する矩形の枠状の部材であり、マスクステージ1の移動に伴う反力を相殺するために、第2プレート13の上面において移動可能である。カウンタマス18は、マスクステージ1の移動方向とは反対方向に移動することにより、マスクステージ1の移動に伴う反力を相殺する。   The counter mass 18 is a rectangular frame-like member having an opening in which the mask stage 1 can be disposed, and is movable on the upper surface of the second plate 13 in order to cancel the reaction force accompanying the movement of the mask stage 1. . The counter mass 18 cancels the reaction force accompanying the movement of the mask stage 1 by moving in a direction opposite to the movement direction of the mask stage 1.

また、図1に示すように、本実施形態では、フォーカス・レベリング検出系70が設けられている。マスクMの表面の面位置情報(Z軸、θX、及びθY方向に関する位置情報)は、当該フォーカス・レベリング検出系70によって検出されるようになっている。フォーカス・レベリング検出系70は、マスク保持部14に保持されたマスクMのうち露光光ELの照明領域IRに検出光Lbを投射する投射系70aと、マスクMを介した検出光Lbを受光可能な受光系70bとを有している。投射系70aは、マスクMの表面に斜め方向から検出光Lbを投射する。受光系70bは、投射系70aによってマスクMの表面に投射され、その表面で反射した検出光Lbを受光する。受光系70bは制御装置3に接続されており、載置面の形状の変化に関する情報として、受光系70bから制御装置3に当該受光光に基づいた信号が供給されるようになっている。   Further, as shown in FIG. 1, in the present embodiment, a focus / leveling detection system 70 is provided. Surface position information (position information regarding the Z-axis, θX, and θY directions) of the surface of the mask M is detected by the focus / leveling detection system 70. The focus / leveling detection system 70 can receive the detection light Lb through the mask M and the projection system 70 a that projects the detection light Lb onto the illumination area IR of the exposure light EL among the mask M held by the mask holding unit 14. And a light receiving system 70b. The projection system 70a projects the detection light Lb on the surface of the mask M from an oblique direction. The light receiving system 70b receives the detection light Lb projected onto the surface of the mask M by the projection system 70a and reflected from the surface. The light receiving system 70 b is connected to the control device 3, and a signal based on the received light is supplied from the light receiving system 70 b to the control device 3 as information relating to the change in the shape of the placement surface.

次に、本実施形態に係る露光装置EXの動作の一例について説明する。制御装置3は、チャンバ装置5により内部空間Lの環境(温度、湿度及びクリーン度を含む)を調整させる。この状態でマスクMがマスク保持部14に搬送されると、制御装置3は、マスクMの下面Mbを保持面45に吸着させ、当該マスクMが載置面45aに保持させる(保持工程)。   Next, an example of the operation of the exposure apparatus EX according to the present embodiment will be described. The control device 3 causes the chamber device 5 to adjust the environment (including temperature, humidity, and cleanliness) of the internal space L. When the mask M is conveyed to the mask holding unit 14 in this state, the control device 3 sucks the lower surface Mb of the mask M to the holding surface 45 and holds the mask M on the placement surface 45a (holding process).

制御装置3は、マスクMが保持された後、計測ステージ4に搭載されたレチクル顕微鏡等を用いたマスクアライメント、ベースライン計測等の準備作業が行わせる。その後、基板保持部22に搬送された基板Pを保持させ、アライメントセンサを用いた基板Pのファインアライメント(EGA;エンハンスト・グローバル・アライメント等)を行わせ、基板P上の複数のショット領域の配列座標を求める。そして、アライメント結果に基づいてレーザ干渉計の計測値をモニタしつつ、リニアモータを制御して基板Pの第1ショットの露光のための走査開始位置に基板ステージ2を移動させる。制御装置3は、マスクステージ1と基板ステージ2とのY方向の走査を開始させ、両ステージがそれぞれの目標走査速度に達すると、露光用照明光によってマスクMのパターン領域を照明させ、走査露光を開始させる。   After the mask M is held, the control device 3 performs preparatory work such as mask alignment and baseline measurement using a reticle microscope or the like mounted on the measurement stage 4. Thereafter, the substrate P transported to the substrate holding unit 22 is held, and fine alignment (EGA; enhanced global alignment, etc.) of the substrate P using the alignment sensor is performed, and an arrangement of a plurality of shot regions on the substrate P is performed. Find the coordinates. Then, while monitoring the measurement value of the laser interferometer based on the alignment result, the linear motor is controlled to move the substrate stage 2 to the scanning start position for the exposure of the first shot of the substrate P. The control device 3 starts scanning of the mask stage 1 and the substrate stage 2 in the Y direction. When both stages reach their respective target scanning speeds, the pattern area of the mask M is illuminated with exposure illumination light, and scanning exposure is performed. To start.

制御装置3は、この走査露光時に、マスクステージ1のY方向の移動速度と、基板ステージ2のY方向の移動速度とが投影光学系PLの投影倍率に応じた速度比に維持されるようにマスクステージ1及び基板ステージ2を同期制御する。マスクMのパターン領域の異なる領域が照明光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、基板P上の第1ショットの走査露光が完了する。これにより、マスクMのパターンが投影光学系PLを介して基板P上の第1ショット領域に縮小転写される。   During this scanning exposure, the control device 3 maintains the moving speed of the mask stage 1 in the Y direction and the moving speed of the substrate stage 2 in the Y direction at a speed ratio corresponding to the projection magnification of the projection optical system PL. The mask stage 1 and the substrate stage 2 are controlled synchronously. Different areas of the pattern area of the mask M are sequentially illuminated with illumination light, and the illumination of the entire pattern area is completed, whereby the scanning exposure of the first shot on the substrate P is completed. Thereby, the pattern of the mask M is reduced and transferred to the first shot area on the substrate P through the projection optical system PL.

このようにして、第1ショットの走査露光が終了すると、制御装置3は、基板ステージ2がX、Y方向にステップ移動させ、第2ショットの露光のため走査開始位置に移動させる。このステップ移動の際に、基板ステージ2の位置(基板Pの位置)を検出するレーザ干渉計19の計測値に基づいて、当該基板ステージ2のX、Y、θZ方向の位置をリアルタイムで計測する。この計測結果に基づいて基板ステージ2の位置を制御する。その後、制御装置3は、上記第1ショット領域と同様に、第2ショット領域に対して走査露光を行わせる。当該制御により、基板P上のショット領域の走査露光と次ショット露光のためのステップ移動とが繰り返し行われ、基板P上の露光対象ショット領域の全てにマスクMのパターンが順次転写される。   Thus, when the scanning exposure of the first shot is completed, the control device 3 moves the substrate stage 2 stepwise in the X and Y directions and moves it to the scanning start position for the exposure of the second shot. During this step movement, based on the measurement value of the laser interferometer 19 that detects the position of the substrate stage 2 (the position of the substrate P), the position of the substrate stage 2 in the X, Y, and θZ directions is measured in real time. . Based on the measurement result, the position of the substrate stage 2 is controlled. Thereafter, the control device 3 causes the second shot area to be scanned and exposed in the same manner as the first shot area. By this control, scanning exposure of the shot area on the substrate P and step movement for the next shot exposure are repeatedly performed, and the pattern of the mask M is sequentially transferred to all of the exposure target shot areas on the substrate P.

露光光の照射回数を重ねるにつれて、図4(a)に示すように、露光光の照射を受けるマスクMの照明領域IRの温度が上昇する。図4(b)に示すように、このときの温度分布は、マスクMの照明領域IRが最も高温となり、マスクMの外周部に至るほど低温になる。マスクMの温度が上昇すると、熱膨張によってマスクMが変形し、歪みが発生する。マスクMの形状に歪みが生じると、当該マスクMを介して基板P上に投影されるパターンが歪んでしまう。   As the number of exposure light irradiations is increased, as shown in FIG. 4A, the temperature of the illumination region IR of the mask M that receives the exposure light increases. As shown in FIG. 4B, the temperature distribution at this time becomes the highest in the illumination region IR of the mask M, and becomes lower as it reaches the outer periphery of the mask M. When the temperature of the mask M rises, the mask M is deformed due to thermal expansion, and distortion occurs. When distortion occurs in the shape of the mask M, the pattern projected onto the substrate P through the mask M is distorted.

マスクMが熱膨張によって変形する場合、図4(c)に示すように、矩形の形状M0から各辺の中央部がマスクMの外側へ湾曲した形状M1に変形する。このときの変形成分としては、非線形成分が若干含まれてはいるものの、線形成分が多く含まれた状態になっている。この場合、例えば当該マスクMを介して投影されるパターンに対し投影光学系PLの倍率を変化させるなど線形の補正を行うことで、当該パターンの歪みを容易に低減させることができる。   When the mask M is deformed by thermal expansion, the mask M is deformed from a rectangular shape M0 to a shape M1 in which the central portion of each side is curved outward of the mask M, as shown in FIG. The deformation component at this time is in a state in which a lot of linear components are included, although some nonlinear components are included. In this case, distortion of the pattern can be easily reduced by performing linear correction such as changing the magnification of the projection optical system PL on the pattern projected through the mask M, for example.

一方、本実施形態では、マスクMがマスク保持部14によって吸着されて保持されており、図5に示すように、吸着部分14MにおいてマスクMの変形が部分的に抑制されることになる。このため、マスクMは、各辺の中央部がマスクMの内側へ湾曲した形状M2となる。このときの変形成分は、非線形成分を多く含んだ状態となる。非線形成分を多く含んで変形したマスクMを介して投影されるパターンに対して、例えば投影光学系PLの倍率を変化させるなど線形の補正を行っても、当該パターンの歪みを低減させることは困難である。パターンが歪んだ状態で基板P上に投影されてしまうと、露光不良が発生する可能性がある。   On the other hand, in the present embodiment, the mask M is sucked and held by the mask holding unit 14, and as shown in FIG. 5, the deformation of the mask M is partially suppressed in the sucking portion 14M. For this reason, the mask M has a shape M2 in which the center of each side is curved inward of the mask M. The deformation component at this time includes a large amount of nonlinear components. Even if linear correction such as changing the magnification of the projection optical system PL is performed on a pattern projected through the mask M deformed with a large amount of nonlinear components, it is difficult to reduce the distortion of the pattern. It is. If the pattern is projected on the substrate P in a distorted state, an exposure failure may occur.

そこで、本実施形態では、マスクMに作用する保持力を解除する解除工程を制御装置3によって行わせるようにしている。具体的には、制御装置3は、圧力調節装置48による吸引動作を停止させ、マスクMから吸引力を開放させる。この制御により、マスクMの吸着部分14Mに加わる吸着力が解除され、変形の成分に含まれる非線形成分が除去されるため、マスクMの形状は図6に示すように、線形成分を多く含んだ上記の形状M1となる。この場合、制御装置3が例えば投影光学系PLの倍率を変化させるなどの補正を行わせることにより、マスクMを介して投影されるパターンの歪みが補正される。   Therefore, in the present embodiment, the controller 3 causes the controller 3 to perform a releasing process for releasing the holding force acting on the mask M. Specifically, the control device 3 stops the suction operation by the pressure adjusting device 48 and releases the suction force from the mask M. By this control, the suction force applied to the suction portion 14M of the mask M is released and the non-linear component included in the deformation component is removed, so that the shape of the mask M includes a large amount of linear components as shown in FIG. It becomes said shape M1. In this case, the distortion of the pattern projected through the mask M is corrected by causing the control device 3 to perform correction such as changing the magnification of the projection optical system PL.

この解除工程においては、制御装置3は、吸引動作の停止を行わせるのみならず、保持力が作用する方向とは異なる方向に圧力を加えさせる、つまり、マスクMの下面Mbに接する空間が正圧となるように圧力調節装置48を動作させることが好ましい。このような動作としては、例えば図7に示すように、吸引口47へ気体を噴射させる動作などが挙げられる。この場合、当該気体の噴射によってマスクMがマスク保持部14から+Z軸方向へ離間することになる。例えばチャンバ装置5により内部空間Lの環境を調整する際に、マスクステージ1の+Z側が低温となるように調節しておくことで、マスクMがマスク保持部14から離間した状態において、当該マスクMが冷却されることとなる。マスクMの冷却により、当該マスクMの変形量を減少させることができる。   In this releasing step, the control device 3 not only stops the suction operation but also applies pressure in a direction different from the direction in which the holding force acts, that is, the space in contact with the lower surface Mb of the mask M is normal. It is preferable to operate the pressure adjusting device 48 so as to be a pressure. As such an operation, for example, as shown in FIG. 7, an operation of injecting gas into the suction port 47 can be cited. In this case, the mask M is separated from the mask holding portion 14 in the + Z-axis direction by the gas injection. For example, when the environment of the internal space L is adjusted by the chamber apparatus 5, the mask M is separated from the mask holding unit 14 by adjusting the + Z side of the mask stage 1 to be a low temperature. Will be cooled. By cooling the mask M, the deformation amount of the mask M can be reduced.

次に、上記解除工程のタイミングについて説明する。本実施形態では、マスクMに照射される露光光の照射量に基づいて当該マスクMの変形量を求め、当該求めた変形量が予め設定される閾値Sを超えた場合に解除工程を行うようにする。解除工程を行うタイミングは、変形量が閾値Sを超えたショットの直後のインターバル期間に行うようにする。   Next, the timing of the release process will be described. In the present embodiment, the deformation amount of the mask M is obtained based on the exposure light amount irradiated to the mask M, and the releasing step is performed when the obtained deformation amount exceeds a preset threshold S. To. The timing of performing the releasing step is performed in an interval period immediately after the shot in which the deformation amount exceeds the threshold value S.

なお、当該閾値Sは、例えばマスクMを介して投影されるパターンの歪みを補正しきれずに基板P上に歪んだパターンが残ってしまうようなマスクMの変形量とすることができる。当該閾値Sについては、予め実験やシミュレーションなどによって求めておくことができる。閾値Sについては、一定のマージンを持たせるように設定することが好ましい。   Note that the threshold value S can be a deformation amount of the mask M such that a distorted pattern remains on the substrate P without correcting the distortion of the pattern projected through the mask M, for example. The threshold value S can be obtained in advance by experiments or simulations. The threshold S is preferably set so as to have a certain margin.

図8は、上記露光処理における露光光の照射量と時刻との関係を示すグラフである。グラフの縦軸が照射量であり、グラフの横軸が時刻である。図8に示すように、上記露光処理においては、例えば時刻t0から時刻t1の間に第1ショット露光を行い、時刻t2から時刻t3の間に第2ショット露光を行う。時刻t1から時刻t2の間はショット露光のインターバル期間となる。同様に、時刻t3から次のショット露光の開始時刻である時刻t4の間はショット露光のインターバル期間となる。ここでは、各ショット露光における露光光の照射量を一定としている。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between exposure light dose and time in the exposure process. The vertical axis of the graph is the irradiation amount, and the horizontal axis of the graph is the time. As shown in FIG. 8, in the exposure process, for example, the first shot exposure is performed from time t0 to time t1, and the second shot exposure is performed from time t2 to time t3. Between time t1 and time t2 is a shot exposure interval period. Similarly, an interval period for shot exposure is from time t3 to time t4, which is the start time of the next shot exposure. Here, the exposure light irradiation amount in each shot exposure is constant.

図9は、マスクMに図8に示す照射量及び時刻で露光光を照射したときの当該マスクMの変形量を示すグラフである。グラフの縦軸がマスクMの変形量であり、グラフの横軸が時刻である。図9のグラフの横軸に示す時刻は、図8のグラフの横軸に示す時刻と同一である。マスクMの変形量としては、例えばマスクMの各辺のいずれかにおける変形量を採用することができる。図9に示されるマスクMの変形量は、マスクMを保持していない状態における変形量であり、当該変形量については例えば予め実験やシミュレーションなどによって求めることができる。   FIG. 9 is a graph showing the amount of deformation of the mask M when the mask M is irradiated with the exposure light shown in FIG. 8 and exposure light at the time. The vertical axis of the graph is the deformation amount of the mask M, and the horizontal axis of the graph is the time. The time shown on the horizontal axis of the graph of FIG. 9 is the same as the time shown on the horizontal axis of the graph of FIG. As the deformation amount of the mask M, for example, the deformation amount at any one of the sides of the mask M can be employed. The deformation amount of the mask M shown in FIG. 9 is a deformation amount in a state where the mask M is not held, and the deformation amount can be obtained in advance through experiments, simulations, or the like.

図9に示すように、第1ショット露光が行われる時刻t0から時刻t1の間は、マスクMの変形量が徐々に増加する。露光光が照射されないインターバル期間である時刻t1から時刻t2の間は、変形量は徐々に減少する。変形量の減少量は、時刻t0から時刻t1の間の変形量の増加量に比べて小さく、インターバル期間をおいてもマスクMの変形は残った状態となる。   As shown in FIG. 9, the deformation amount of the mask M gradually increases between time t0 and time t1 when the first shot exposure is performed. During time interval t1 to time t2, which is an interval period during which exposure light is not irradiated, the amount of deformation gradually decreases. The decrease amount of the deformation amount is smaller than the increase amount of the deformation amount from time t0 to time t1, and the deformation of the mask M remains even after the interval period.

インターバル期間後、マスクMの変形が残った状態で第2ショット露光が行われる。第2ショット露光が行われる時刻t2から時刻t3の間は、第1ショット露光が行われる時刻t0から時刻t1の間と同様、マスクMの変形量が徐々に増加する。この第2ショット露光が行われる期間内において、マスクMの変形量が閾値Sを超えることとなる。   After the interval period, the second shot exposure is performed with the mask M remaining deformed. From time t2 to time t3 when the second shot exposure is performed, the amount of deformation of the mask M gradually increases, similar to the time between time t0 and time t1 when the first shot exposure is performed. The deformation amount of the mask M exceeds the threshold value S during the period in which the second shot exposure is performed.

これらマスクMに対する露光光の照射量とマスクMの変形量との関係をデータとして制御装置3に予め記憶させておく。制御装置3は、当該データを用いることで、ショット露光の回数に基づいてマスクMの変形量を求めることができる。本実施形態では、露光光のショット中、マスクMの変形量が閾値Sを超えた場合、当該ショット露光後のインターバル期間において解除工程を行うようにする。   The relationship between the exposure light irradiation amount on the mask M and the deformation amount of the mask M is stored in the control device 3 in advance as data. The control device 3 can obtain the deformation amount of the mask M based on the number of shot exposures by using the data. In the present embodiment, when the deformation amount of the mask M exceeds the threshold value S during the exposure light shot, the release step is performed in the interval period after the shot exposure.

そこで、制御装置3は、第2ショット露光中にマスクMの変形量が閾値Sを超えるという上記データに基づいて、第2ショット露光の直後のインターバル期間である時刻S3から時刻S4の間に上記の解除工程を行わせる。このように、制御装置3は、露光光の照射量に基づいてマスクMの変形量を求め、当該求めた変形量に基づいて上記の解除工程を行わせる。   Therefore, based on the above data that the deformation amount of the mask M exceeds the threshold value S during the second shot exposure, the control device 3 performs the above operation between time S3 and time S4, which is an interval period immediately after the second shot exposure. The release process is performed. As described above, the control device 3 obtains the deformation amount of the mask M based on the exposure light irradiation amount, and causes the release process to be performed based on the obtained deformation amount.

ここで、図9のグラフでは、時刻t3から時刻t4の間で変形量が減少し、時刻t4において変形量が閾値Sを超えた状態になっているが、閾値Sの設定によっては、時刻t3から時刻t4の間の変形量の減少により変形量が閾値Sを下回ることが想定される場合も考えられる。このような場合であっても、ショット露光中に変形量が一旦閾値Sを超えたのであれば、直後のインターバル期間に上記解除工程を行うことが好ましい。   Here, in the graph of FIG. 9, the deformation amount decreases between time t3 and time t4, and the deformation amount exceeds the threshold value S at time t4. However, depending on the setting of threshold value S, time t3 It is also conceivable that the deformation amount is assumed to fall below the threshold value S due to a decrease in the deformation amount between time t4 and time t4. Even in such a case, if the amount of deformation once exceeds the threshold value S during shot exposure, it is preferable to perform the release step in the immediately following interval period.

また、上記の露光処理においては、1枚の基板Pについて露光を終えた後、制御装置3は、基板ステージ2を基板Pの受け渡し位置に移動させ、投影光学系PLの投影領域PRに計測ステージ4を移動させる。制御装置3は、基板Pの受け渡しの間、計測ステージ4を用いて再度のマスクMのアライメントを行わせる。マスクMの保持力を解除する場合にマスクMのX軸方向及びY軸方向の位置がずれる可能性を考慮し、当該アライメントを再度行わせることによって位置ずれを防ぐことができる。なお、制御装置3は、当該アライメントを行わせる際に、上記の解除工程を併せて行わせるようにしても構わない。   In the above exposure process, after the exposure of one substrate P is completed, the control device 3 moves the substrate stage 2 to the delivery position of the substrate P, and places the measurement stage in the projection region PR of the projection optical system PL. 4 is moved. During the delivery of the substrate P, the control device 3 causes the mask M to be aligned again using the measurement stage 4. Considering the possibility that the position of the mask M in the X-axis direction and the Y-axis direction will be shifted when releasing the holding force of the mask M, the misalignment can be prevented by performing the alignment again. Note that the control device 3 may be configured to perform the above-described releasing step together when performing the alignment.

以上のように、本実施形態によれば、マスク保持部14によって保持されたマスクMの変形に関する情報に応じて、マスクMに作用する保持力を解除することとしたので、当該保持力に起因するマスクMの非線形の変形成分を解消させることができる。マスクMを介して投影されるパターンを線形に補正可能な状態とすることができるため、パターンの歪みを低減させることができる。これにより、露光不良を抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, the holding force acting on the mask M is released in accordance with the information related to the deformation of the mask M held by the mask holding unit 14. The non-linear deformation component of the mask M to be eliminated can be eliminated. Since the pattern projected through the mask M can be in a linearly correctable state, pattern distortion can be reduced. Thereby, exposure failure can be suppressed.

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、解除工程を行う際に、圧力調節装置48を用いてマスクMをマスク保持部14から離間させる例を説明したが、これに限られることは無く、例えば図10に示すように、マスクステージ1の+Z側にマスクMを保持してX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動させる移動装置60を別途設ける構成であっても構わない。この移動装置60は、マスクMを保持する保持部61とマスクMを移動させる移動部62とを有する構成になっている。制御装置3は、例えば圧力調節装置48を用いてマスクMの保持力を解除させた後、移動装置60によってマスクMを保持させ+Z方向へ移動させるようにすることができる。勿論、圧力調節装置48を用いることなく、移動装置60によってマスクMを持ち上げて移動させても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the example in which the mask M is separated from the mask holding unit 14 by using the pressure adjusting device 48 when performing the releasing step has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. Alternatively, a moving device 60 that holds the mask M on the + Z side of the mask stage 1 and moves it in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction may be separately provided. The moving device 60 includes a holding unit 61 that holds the mask M and a moving unit 62 that moves the mask M. The control device 3 can release the holding force of the mask M using, for example, the pressure adjusting device 48 and then hold the mask M by the moving device 60 and move it in the + Z direction. Of course, the mask M may be lifted and moved by the moving device 60 without using the pressure adjusting device 48.

また、上記実施形態において、1枚の基板Pに対する露光が終了し、基板Pの受け渡しを行う際、制御装置3は計測ステージ4に例えば投影光学系PLの計測等を行わせることがある。当該計測では、計測ステージ4を投影領域PR上に配置させ露光光ELを計測ステージ4に投影した状態行わせることになる。この計測を行う際には、露光光がマスクMに照射された状態になっており、当該露光光の照射によってマスクMが変形することが想定されうる。そこで、制御装置3は、当該計測を行う間、例えば図11に示すように、上記の移動装置60を用いてマスクMをマスク保持部14から+Z方向へ離間させると共に、露光光の光路AX上からX軸方向あるいはY軸方向に退避させた位置に移動させ、当該位置でマスクMを冷却させることも可能である。図11には、マスクMをX軸方向に退避させた例を示しているが、Y軸方向に退避させても構わない。   Further, in the above embodiment, when the exposure on one substrate P is completed and the substrate P is transferred, the control device 3 may cause the measurement stage 4 to measure, for example, the projection optical system PL. In the measurement, the measurement stage 4 is arranged on the projection region PR and the exposure light EL is projected onto the measurement stage 4. When performing this measurement, the exposure light is irradiated on the mask M, and it can be assumed that the mask M is deformed by the exposure light irradiation. Therefore, during the measurement, the control device 3 separates the mask M in the + Z direction from the mask holding unit 14 using the moving device 60 as shown in FIG. 11, for example, and on the optical path AX of the exposure light. It is also possible to move the mask M to the position retracted in the X-axis direction or the Y-axis direction and cool the mask M at that position. Although FIG. 11 shows an example in which the mask M is retracted in the X-axis direction, it may be retracted in the Y-axis direction.

また、力を加えてマスクMを整形させることが可能な整形装置を例えば上記の移動装置60に設けておくようにしても構わない。この構成では、マスクMを保持して移動させる際に、当該マスクMを整形させるようにすることができる。マスクMを再びマスク保持部14上に吸着させる場合に、当該整形機構によってマスクMを整形させたまま吸着させることで、マスクMの整形された形状を維持させることができる。   Further, for example, the moving device 60 may be provided with a shaping device capable of shaping the mask M by applying force. In this configuration, when the mask M is held and moved, the mask M can be shaped. When the mask M is again adsorbed on the mask holding part 14, the shaped shape of the mask M can be maintained by adsorbing the mask M while it is shaped by the shaping mechanism.

また、図12に示すように、マスクステージ1の第1部材28の内部に温度調節装置71を配置させる構成であっても構わない。この構成では、温度調節装置71がマスクMのうち露光光の照明領域IR以外の領域を温調可能となる位置に設けられている。具体的には、マスク保持部14の−Z側の位置を含む位置に設けられている。当該温度調節装置71により、マスクMのうち照明領域IR以外の領域の温度を上昇させることができる。熱膨張によるマスクMの変形量は、一定の変形量以上になると飽和することが知られている。したがって、当該領域の温度を上昇させることにより、露光光ELの照射の前にマスクMを飽和変形量にまで変形させておくことができる。飽和変形量にまで変形すると露光光ELの照射を受けてもマスクMが変形しないため、マスクMの形状を安定化させることができる。なお、飽和変形量にまで変形した状態のマスクMの形状がパターンの歪みを発生させないような形状となるように、マスクMを予め設計しておくことも可能である。   Moreover, as shown in FIG. 12, the structure which arrange | positions the temperature control apparatus 71 inside the 1st member 28 of the mask stage 1 may be sufficient. In this configuration, the temperature adjustment device 71 is provided at a position where the temperature of the mask M other than the illumination area IR of the exposure light can be adjusted. Specifically, the mask holding unit 14 is provided at a position including the position on the −Z side. The temperature adjusting device 71 can increase the temperature of the region other than the illumination region IR in the mask M. It is known that the amount of deformation of the mask M due to thermal expansion saturates when it exceeds a certain amount of deformation. Therefore, by raising the temperature of the region, the mask M can be deformed to the saturation deformation amount before the exposure light EL is irradiated. When deformed to the saturation deformation amount, the mask M is not deformed even when exposed to the exposure light EL, so that the shape of the mask M can be stabilized. It is also possible to design the mask M in advance so that the shape of the mask M that has been deformed to the saturation deformation amount does not cause pattern distortion.

また、上記実施形態においては、マスクMの変形量とマスクMに対する露光光の照射量との関係を予め制御装置3に記憶させておき、制御装置3では当該関係を用いてマスクMの変形量を求める例を説明したが、これに限られることは無く、例えばマスクMの変形量を測定する測定装置を別途設けておき、当該測定結果が閾値Sを超える場合に解除工程を行わせるようにしても構わない。測定装置は、マスクMのうち熱膨張による変形が抑制されない+Y側の辺又は−Y側の辺におけるY軸方向の変形量を測定することが好ましい。   In the above embodiment, the relationship between the deformation amount of the mask M and the exposure light irradiation amount on the mask M is stored in the control device 3 in advance, and the control device 3 uses the relationship to deform the deformation amount of the mask M. However, the present invention is not limited to this. For example, a measurement device that measures the deformation amount of the mask M is separately provided, and the release process is performed when the measurement result exceeds the threshold value S. It doesn't matter. It is preferable that the measuring apparatus measures the deformation amount in the Y-axis direction on the + Y side or the −Y side where deformation due to thermal expansion is not suppressed in the mask M.

また、上記実施形態では、制御装置3は、露光処理の条件として、露光光の照射量に基づいてマスクMの変形量を求める例を説明したが、これに限られることは無く、露光光の照射量以外の条件に基づいて、変形量を求める構成としても構わない。   Moreover, although the control apparatus 3 demonstrated the example which calculates | requires the deformation amount of the mask M based on the irradiation amount of exposure light as a condition of exposure processing in the said embodiment, it is not restricted to this, Exposure light conditions The deformation amount may be obtained based on conditions other than the irradiation amount.

また、上記実施形態では、マスクM上の露光光の照明領域IRがY軸方向に長くなっている場合について説明したが、例えば図13(a)に示すように、マスクM上の露光光の照明領域IRがY軸方向に短くなっている場合も考えられる。この場合、図13(b)に示すように、吸着部分14MにおいてマスクMが保持された状態では、マスクMの+Y側及び−Y側の辺については辺全体が外側に湾曲するように熱膨張を起こす。一方、マスクMの+X側及び−X側の辺については、Y軸方向上の中央部のみが外側に突出するように熱膨張する。この状態において、マスクMは、4辺とも非線形成分を含んだ変形となっている。この状態でマスクMの保持力を解除すると、図13(c)に示すように、マスクMの+Y側及び−Y側の辺においては外側への突出が緩和され、線形変形に近づけることができる。一方、マスクMの+X側及び−X側の辺においては、Y軸方向上の中央部の突出が残った状態となり、+X側及び−X側の辺の非線形成分が除去されない。そこで、図13(d)に示すように、吸着部分14MのうちY軸方向上の中央部14Maの保持力を残したまま、他の部分の保持力を解除させるようにする。このように、マスクMの+X側及び−X側の辺のうちY軸方向上の中央部の形状を変えることなく、マスクM全体の形状を変形させることによって、+X側及び−X側の辺をより線形変形に近い状態とすることができる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the illumination area | region IR of the exposure light on the mask M became long in the Y-axis direction, for example, as shown to Fig.13 (a), the exposure light on the mask M is shown. A case where the illumination region IR is shortened in the Y-axis direction is also conceivable. In this case, as shown in FIG. 13B, in the state where the mask M is held in the suction portion 14M, thermal expansion is performed so that the entire sides of the mask M on the + Y side and the −Y side are curved outward. Wake up. On the other hand, with respect to the + X side and −X side of the mask M, thermal expansion is performed so that only the central portion in the Y-axis direction protrudes outward. In this state, the mask M is deformed including nonlinear components on all four sides. When the holding force of the mask M is released in this state, as shown in FIG. 13C, the outward protrusion is reduced on the + Y side and −Y side sides of the mask M, and it can be approximated to linear deformation. . On the other hand, in the + X side and −X side sides of the mask M, the central protrusion in the Y-axis direction remains, and the nonlinear components on the + X side and −X side sides are not removed. Therefore, as shown in FIG. 13D, the holding force of the other portion is released while the holding force of the central portion 14Ma in the Y-axis direction remains in the suction portion 14M. Thus, by changing the shape of the entire mask M without changing the shape of the central portion in the Y-axis direction among the + X side and −X side sides of the mask M, the + X side and −X side sides are changed. Can be made closer to a linear deformation.

なお、上記実施形態において、露光装置EXとしては、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。   In the above embodiment, as the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by synchronously moving the mask M and the substrate P. The present invention can also be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus (stepper) that collectively exposes the pattern of the mask M while the mask M and the substrate P are stationary, and sequentially moves the substrate P stepwise.

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第1パターンの縮小像を基板P上に転写した後、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第2パターンの縮小像を第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光してもよい(スティッチ方式の一括露光装置)。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Pを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。   Furthermore, in the step-and-repeat exposure, after the reduced image of the first pattern is transferred onto the substrate P using the projection optical system while the first pattern and the substrate P are substantially stationary, the second pattern With the projection optical system, the reduced image of the second pattern may be partially overlapped with the first pattern and collectively exposed on the substrate P (stitch type batch exposure apparatus). ). Further, the stitch type exposure apparatus can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.

また、例えば米国特許第第6611316号明細書に開示されているように、2つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、1回の走査露光によって基板上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。   Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two mask patterns are synthesized on a substrate via a projection optical system, and one shot on the substrate is obtained by one scanning exposure. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of a region almost simultaneously. The present invention can also be applied to proximity type exposure apparatuses, mirror projection aligners, and the like.

また、露光装置EXとして、米国特許第6341007号明細書、米国特許第6400441号明細書、米国特許第6549269号明細書、米国特許第6590634号明細書、米国特許第6208407号明細書、及び米国特許第6262796号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。   As the exposure apparatus EX, US Pat. No. 6,341,007, US Pat. No. 6,400,441, US Pat. No. 6,549,269, US Pat. No. 6,590,634, US Pat. No. 6,208,407, and US Pat. The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having a plurality of substrate stages as disclosed in the specification of Japanese Patent No. 6262796.

また、例えば国際公開第99/49504号パンフレット等に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置に適用することもできる。また、極端紫外光で基板Pを露光するEUV光光源露光装置にも適用することができる。   Further, the present invention can also be applied to an immersion exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light via a liquid as disclosed in, for example, International Publication No. 99/49504 pamphlet. The present invention can also be applied to an EUV light source exposure apparatus that exposes the substrate P with extreme ultraviolet light.

露光装置EXの種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。   The type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). ), An exposure apparatus for manufacturing a micromachine, a MEMS, a DNA chip, a reticle, a mask, or the like.

また、上述の各実施形態では、露光光ELとしてArFエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ArFエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許第7023610号明細書に開示されているように、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長193nmのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。   In each of the above-described embodiments, an ArF excimer laser may be used as a light source device that generates ArF excimer laser light as exposure light EL. For example, as disclosed in US Pat. No. 7,023,610. A harmonic generator that outputs pulsed light with a wavelength of 193 nm may be used, including a solid-state laser light source such as a DFB semiconductor laser or a fiber laser, an optical amplification unit having a fiber amplifier, a wavelength conversion unit, and the like.

上述の各実施形態においては、投影光学系PLを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系PLを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系PLを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射される。   In each of the above embodiments, the exposure apparatus provided with the projection optical system PL has been described as an example. However, the present invention can be applied to an exposure apparatus and an exposure method that do not use the projection optical system PL. Even when the projection optical system PL is not used in this way, the exposure light is irradiated onto the substrate via an optical member such as a lens.

以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。   As described above, the exposure apparatus according to the present embodiment assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図14に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、上述の実施形態に従って、マスクを介した露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理(露光処理)を含む基板処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。   As shown in FIG. 14, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate as a base material of the device. A substrate processing step 204 including a substrate processing (exposure processing) including exposing the substrate with exposure light through a mask and developing the exposed substrate according to the above-described embodiment; It is manufactured through an assembly step (including processing processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process) 205, an inspection step 206, and the like.

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。   Note that the requirements of the above-described embodiments can be combined as appropriate. In addition, the disclosures of all published publications and US patents related to the exposure apparatus and the like cited in the above-described embodiments and modifications are incorporated herein by reference.

本発明の実施の形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係るマスクステージの近傍を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vicinity of the mask stage which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るマスクステージの一部を拡大した斜視図である。It is the perspective view which expanded a part of mask stage concerning this embodiment. マスクの熱膨張の様子を示す図。The figure which shows the mode of the thermal expansion of a mask. マスクの形状を示す図。The figure which shows the shape of a mask. マスクの形状を示す図。The figure which shows the shape of a mask. 本実施形態に係る露光装置の一動作を示す図。FIG. 5 is a view showing one operation of the exposure apparatus according to the present embodiment. マスクに対する露光光の照射量と照射時刻との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the irradiation amount of exposure light with respect to a mask, and irradiation time. マスクの変形量と時刻との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the deformation amount of a mask, and time. 本発明に係る露光装置の他の形態を示す図。The figure which shows the other form of the exposure apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る露光装置の他の形態を示す図。The figure which shows the other form of the exposure apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る露光装置の他の形態を示す図。The figure which shows the other form of the exposure apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る露光装置の他の形態を示す図。The figure which shows the other form of the exposure apparatus which concerns on this invention. マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the manufacturing process of a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

EX…露光装置 M…マスク 1…マスクステージ 3…制御装置 14…マスク保持部 14M…吸着部分 48…圧力調節装置 60…移動装置 61…保持部 62…移動部 70…温度調節装置   EX ... Exposure device M ... Mask 1 ... Mask stage 3 ... Control device 14 ... Mask holding portion 14M ... Suction portion 48 ... Pressure adjusting device 60 ... Moving device 61 ... Holding portion 62 ... Moving portion 70 ... Temperature adjusting device

Claims (13)

保持部材に保持された基板を用いて露光処理を行う露光方法であって、
前記基板に所定の保持力を作用させて該基板を前記保持部材で保持させる保持工程と、
保持された前記基板の変形に関する情報に応じて、前記基板に作用する前記保持力を解除する解除工程と
を備え
前記解除工程は、
前記露光処理の条件に含まれる露光光の照射量に基づいて前記基板の変形に関する情報を求めることと、
前記基板を前記保持部材から離間させることと、を含む露光方法。
An exposure method for performing an exposure process using a substrate held by a holding member,
A holding step in which a predetermined holding force is applied to the substrate to hold the substrate with the holding member;
A releasing step of releasing the holding force acting on the substrate in accordance with the information on the deformation of the held substrate ;
Equipped with a,
The release step includes
Obtaining information on deformation of the substrate based on an exposure light dose included in the exposure processing conditions;
Separating the substrate from the holding member .
前記解除工程は、前記基板を離間させた状態で当該基板を冷却する冷却工程をさらに含む請求項に記載の露光方法。 The exposure method according to claim 1 , wherein the releasing step further includes a cooling step of cooling the substrate in a state where the substrate is separated. 前記解除工程は、前記基板を離間させた状態で当該基板を整形する整形工程をさらに含む請求項1又は請求項2に記載の露光方法。 The exposure method according to claim 1 , wherein the releasing step further includes a shaping step of shaping the substrate in a state where the substrate is separated. 前記保持工程では、前記保持部材が前記基板を保持した状態で当該基板の温度を調節する請求項1から請求項のうちいずれか一項に記載の露光方法。 The exposure method according to any one of claims 1 to 3 , wherein in the holding step, the temperature of the substrate is adjusted in a state where the holding member holds the substrate. 前記基板は所定のパターンが形成されたマスクであり、
前記解除工程は、前記パターンを介して露光されるウエハ上に設定された複数の区画領域の何れか1つに対する露光処理を終えてから次の区画領域に対する露光処理を開始するまでの間に行われる請求項1から請求項のうちいずれか一項に記載の露光方法。
The substrate is a mask on which a predetermined pattern is formed,
The releasing step is performed after the exposure process for any one of the plurality of partition areas set on the wafer exposed through the pattern is completed until the exposure process for the next partition area is started. The exposure method according to any one of claims 1 to 4 , wherein:
前記解除工程は、前記マスクを前記保持部材から離間させて露光光の光路上から退避させた位置で冷却するマスク冷却工程を含む請求項に記載の露光方法。 The exposure method according to claim 5 , wherein the releasing step includes a mask cooling step in which the mask is cooled at a position separated from the holding member and retracted from the optical path of the exposure light. リソグラフィ工程を有するデバイスの製造方法であって、前記リソグラフィ工程は請求項1から請求項のうちいずれか一項に記載の露光方法を含むデバイスの製造方法。 A method of manufacturing a device with a lithographic process, said lithographic process device manufacturing method including an exposure method as claimed in any one of claims 1 to 6. 保持部材に保持された基板を用いて露光処理を行う露光装置であって、
前記基板に所定の保持力を作用させて該基板を前記保持部材で保持させると共に、保持された前記基板の変形に関する情報に応じて、前記基板に作用する前記保持力を解除させる制御装置
を備え
前記制御装置は、前記露光処理の条件に含まれる露光光の照射量に基づいて前記基板の変形に関する情報を求めて、前記基板を前記保持部材から離間させることで前記保持力を解除させる露光装置。
An exposure apparatus that performs an exposure process using a substrate held by a holding member,
A control device for causing a predetermined holding force to act on the substrate to hold the substrate by the holding member and releasing the holding force acting on the substrate according to information on deformation of the held substrate; ,
The control device obtains information related to deformation of the substrate based on an exposure light irradiation amount included in the conditions of the exposure processing, and releases the holding force by separating the substrate from the holding member. .
前記制御装置は、前記基板を離間させた状態で当該基板を冷却させる請求項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 8 , wherein the control device cools the substrate in a state where the substrate is separated. 前記制御装置は、前記基板を離間させた状態で当該基板を整形させる請求項8又は請求項9に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 8 , wherein the control device shapes the substrate in a state where the substrate is separated. 前記制御装置は、前記保持部材が前記基板を保持した状態で当該基板の温度を調節させる請求項から請求項10のうちいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 8 to 10 , wherein the control device adjusts the temperature of the substrate in a state where the holding member holds the substrate. 前記基板は所定のパターンが形成されたマスクであり、
前記制御装置は、前記パターンを介して露光されるウエハ上に設定された複数の区画領域の何れか1つに対する露光処理を終えてから次の区画領域に対する露光処理を開始するまでの間に行わせる請求項から請求項11のうちいずれか一項に記載の露光装置。
The substrate is a mask on which a predetermined pattern is formed,
The control device performs the process from the end of the exposure process for any one of a plurality of partition areas set on the wafer exposed through the pattern until the start of the exposure process for the next partition area. The exposure apparatus according to any one of claims 8 to 11 , wherein:
前記制御装置は、前記マスクを前記保持部材から離間させて露光光の光路上から退避させた位置で冷却させる請求項12に記載の露光装置。 13. The exposure apparatus according to claim 12 , wherein the control device cools the mask at a position separated from the holding member and retracted from the optical path of exposure light.
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