移動體裝置和曝光裝置以及器件制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動體裝置和曝光裝置以及器件制造方法，特別是涉及一種具有保持著物體并在6個自由度方向上移動的移動體在內(nèi)的移動體裝置和具有該移動體裝置的曝光裝置以及使用該曝光裝置的器件制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在制造半導(dǎo)體元件(集成電路等)、液晶顯示元件等電子器件(微型器件)的光刻工序中，主要使用步進(jìn)重復(fù)方式的投影曝光裝置(所謂的步進(jìn)機(jī))或者步進(jìn)掃描方式的投影曝光裝置(所謂的掃描步進(jìn)機(jī)(也稱為掃描儀))等。
[0003]在這種曝光裝置中，作為保持著成為曝光對象的晶圓或者玻璃板等基板并進(jìn)行二維移動的載臺(晶圓載臺)，成為主流的是將粗動載臺與微動載臺組合而成的粗微動分離型的載臺，其中，粗動載臺產(chǎn)生很大的動力但控制性低，微動載臺搭載于粗動載臺上，只產(chǎn)生很小的動力并與粗動載臺相比被微小驅(qū)動，其控制性高(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004]但是，粗微動分離型的載臺比較容易提高定位精度，另一方面，由于在微動載臺設(shè)有真空吸附或者靜電吸附晶圓的真空卡盤或者靜電卡盤等卡盤構(gòu)件，所以需要將用于供給電力或者真空等所需能量的電纜或者管道等與微動載臺連接。除此之外，即使使用例如在載臺側(cè)不需要布線的動磁型線性電機(jī)等來作為驅(qū)動粗動載臺的粗動用驅(qū)動裝置，而由于在粗動載臺搭載用于驅(qū)動微動載臺的微動用驅(qū)動裝置，所以也必須將供給微動用驅(qū)動裝置用的電力等的所需能量供給用電纜與粗動載臺連接。如此，粗微動分離型的載臺存在裝置復(fù)雜、重量增加以及成本升高的缺點(diǎn)。
[0005]作為解決粗微動載臺的這些缺點(diǎn)的方法，考慮不是設(shè)置粗動載臺和微動載臺這兩個載臺，而采用一個載臺作為晶圓載臺，進(jìn)行面向?qū)嵱没拈_發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明人為了粗微動一體型的晶圓載臺的實(shí)用化而不斷銳意研究，最近發(fā)現(xiàn)不僅因為在驅(qū)動載臺時的振動，還可能因為例如在由例如平面電機(jī)驅(qū)動載臺的情況下，設(shè)有該平面電機(jī)的動子的滑塊構(gòu)件(載臺主體)的熱變形等，而導(dǎo)致保持晶圓的晶圓臺的定位精度變差。
[0007]本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，根據(jù)其第一方案，提供一種移動體裝置，其能夠使由保持構(gòu)件保持的物體移動，該移動體裝置具有:基座構(gòu)件;支承構(gòu)件，其與所述基座構(gòu)件連接，并支承所述保持構(gòu)件；以及減振部，其配置在所述基座構(gòu)件與所述保持構(gòu)件之間，抑制所述支承構(gòu)件的振動。
[0008]由此，利用設(shè)于基座構(gòu)件與保持構(gòu)件之間的減振部來消除對保持物體的保持構(gòu)件進(jìn)行支承的支承構(gòu)件的振動。另外，由于保持構(gòu)件由與基座構(gòu)件連接的支承構(gòu)件支承，所以能夠減輕伴隨著基座構(gòu)件的變形而發(fā)生的保持構(gòu)件的變形。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供一種曝光裝置，其用能量束對物體進(jìn)行曝光，該曝光裝置具有:第一方案的移動體裝置；以及向所述物體照射所述能量束來在所述物體上生成圖案的圖案生成裝置。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供一種器件制造方法，該器件制造方法包括:使用第二方案的曝光裝置對物體進(jìn)行曝光的步驟;以及使曝光后的所述物體顯影的步驟。
【附圖說明】
[0011]圖1是概略地示出一個實(shí)施方式的曝光裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0012]圖2是示出圖1的晶圓載臺的俯視圖。
[0013]圖3是示出圖1的曝光裝置所具有的干涉儀系統(tǒng)和對準(zhǔn)檢測系統(tǒng)等的配置的圖。
[0014]圖4是不出從圖2的晶圓載臺上拆下晶圓臺后的載臺主體的俯視圖。
[0015]圖5的(A)是圖2的晶圓載臺的主視圖，圖5的(B)是圖2的晶圓載臺的側(cè)視圖。
[0016]圖6是取下支承構(gòu)件而示出的立體圖。
[0017]圖7的(A)是概略地示出圖2的晶圓載臺所具有的第二載臺裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖7的(B)是用于說明圖7的(A)的第二載臺裝置所具有的驅(qū)動系統(tǒng)以及位置測量系統(tǒng)的配置的圖。
[0018]圖8是用于說明圖7的(A)的第二載臺裝置所具有的音圈電機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0019]圖9是一并示出第一控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其控制對象的框圖，該第一控制系統(tǒng)控制驅(qū)動晶圓載臺的平面電機(jī)以及驅(qū)動第二載臺構(gòu)件的音圈電機(jī)。
[0020]圖10是示出以曝光裝置的控制系統(tǒng)為中心構(gòu)成的主控制裝置的輸入輸出關(guān)系的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下，針對一個實(shí)施方式，基于圖1?圖10進(jìn)行說明。
[0022]在圖1中概略地示出一個實(shí)施方式的曝光裝置10的結(jié)構(gòu)。曝光裝置10是步進(jìn)掃描方式的投影曝光裝置，即所謂的掃描儀。如后文所述，在本實(shí)施方式中，設(shè)有投影光學(xué)系統(tǒng)PL，以下，以與該投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX平行的方向作為Z軸方向，以在與該Z軸方向正交的平面內(nèi)標(biāo)線片和晶圓相對掃描的方向作為Y軸方向，以與Z軸以及Y軸正交的方向作為X軸方向，以繞X軸、Y軸以及Z軸的旋轉(zhuǎn)(傾斜)方向分別作為0x、0y以及θζ方向來進(jìn)行說明。
[0023]如圖1所示，曝光裝置10具有照明系統(tǒng)Ι0Ρ、標(biāo)線片載臺RST、投影單元PU和在底盤12上獨(dú)立地在ΧΥ平面內(nèi)二維移動的晶圓載臺WST、以及它們的控制系統(tǒng)以及測量系統(tǒng)等。
[0024]例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等中披露的那樣，照明系統(tǒng)Ι0Ρ具有:光源；以及照明光學(xué)系統(tǒng)，其具有包含光學(xué)積分器等在內(nèi)的照度均勻化光學(xué)系統(tǒng)以及標(biāo)線片遮簾等(都未圖示)。照明系統(tǒng)Ι0Ρ利用照明光(曝光用光)IL以大致均勻的照度來照射由標(biāo)線片遮簾(也稱為光罩系統(tǒng))設(shè)定(限制)的標(biāo)線片R上的狹縫狀的照明區(qū)域IAR。此處，作為一個例子，使用ArF準(zhǔn)分子激光(波長193nm)來作為照明光IL。
[0025]在標(biāo)線片載臺RST上通過例如真空吸附的方式固定有標(biāo)線片R，在該標(biāo)線片R的圖案面(圖1中的下表面)上形成有電路圖案等。標(biāo)線片載臺RST通過具有例如線性電機(jī)等在內(nèi)的標(biāo)線片載臺驅(qū)動系統(tǒng)11(在圖1中未圖示，參照圖10)能夠在XY平面內(nèi)以微小程度驅(qū)動，并且能夠在掃描方向(在圖1中是作為紙面內(nèi)左右方向的Y軸方向)上以規(guī)定的掃描速度驅(qū)動。
[0026]通過標(biāo)線片激光干涉儀(以下稱為“標(biāo)線片干涉儀”)13，經(jīng)由固定于標(biāo)線片載臺RST上的移動鏡15 (實(shí)際上，設(shè)有具有與Y軸方向正交的反射面的Y移動鏡(或者，后向反射器)和具有與X軸方向正交的反射面的X移動鏡)，一直以例如0.25nm左右的分辨率來檢測出標(biāo)線片載臺RST在XY平面內(nèi)的位置信息(含有ΘΖ方向的旋轉(zhuǎn)信息)。標(biāo)線片干涉儀13的測量值被發(fā)送至主控制裝置20(在圖1中未圖示，參照圖10)。也可以使用編碼器系統(tǒng)代替干涉儀來求出位置信息。
[0027]投影單元PU配置于標(biāo)線片載臺RST的圖1中的下方。投影單元PU經(jīng)由設(shè)于其外周部的輪緣部FLG而被水平配置于底盤12的上方的主框架BD支承。主框架BD由板構(gòu)件構(gòu)成，分別經(jīng)由減振裝置由未圖示的多個支承構(gòu)件支承，該多個支承構(gòu)件由地板F支承。
[0028]投影單元PU具有鏡筒40和在鏡筒40內(nèi)保持的投影光學(xué)系統(tǒng)PL。例如，使用由沿著與Ζ軸平行的光軸ΑΧ排列的多個光學(xué)元件(透鏡單元)組成的折射光學(xué)系統(tǒng)作為投影光學(xué)系統(tǒng)PL。投影光學(xué)系統(tǒng)PL例如是兩側(cè)遠(yuǎn)心，且具有規(guī)定的投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或者1/8倍等)。因此，當(dāng)利用來自照明系統(tǒng)Ι0Ρ的照明光IL照射標(biāo)線片R上的照明區(qū)域IAR時，利用從以使投影光學(xué)系統(tǒng)PL的第一面(物體面)與圖案面大致一致的方式配置的標(biāo)線片R透射的照明光IL，經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)PL(投影單元PU)將該照明區(qū)域IAR內(nèi)的標(biāo)線片R的電路圖案的縮小像(電路圖案的一部分的縮小像)形成于晶圓W上的與上述照明區(qū)域IAR共軛的區(qū)域(以下也稱為曝光區(qū)域)ΙΑ，上述晶圓W的表面涂敷有抗蝕劑(感光劑)且配置于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的第二面(像面)側(cè)。而且，通過標(biāo)線片載臺RST和晶圓載臺WST的同步驅(qū)動，使標(biāo)線片R相對于照明區(qū)域IAR(照明光IL)在掃描方向(Υ軸方向)上相對移動，并且使晶圓W相對于曝光區(qū)域ΙΑ(照明光IL)在掃描方向(Υ軸方向)上相對移動，由此對晶圓W上的一個照射(shot)區(qū)域(劃分區(qū)域)進(jìn)行掃描曝光，將標(biāo)線片R的圖案轉(zhuǎn)印至該照射區(qū)域。即，在本實(shí)施方式中，利用照明系統(tǒng)Ι0Ρ以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL在晶圓W上生成標(biāo)線片R的圖案，通過利用照明光IL對晶圓W上的感光層(抗蝕劑層)進(jìn)行曝光而在晶圓W上形成該圖案。
[0029]如圖1所示，晶圓載臺WST隔著規(guī)定的間隙(縫隙或空隙)被懸浮支承于底盤12的上方。如圖1所示，晶圓載臺WST具有載臺主體81和固定于載臺主體81的上表面的晶圓臺WTB。在載臺主體81的+X側(cè)(圖1中的紙面的近前側(cè))的面設(shè)有后述的第二載臺裝置60。此外，在圖1中，在晶圓臺WTB上保持著晶圓W。
[0030]底盤12由多個防振裝置(省略圖示)大致水平地(與XY平面平行地)支承于地板F上。底盤12由具有平板狀的外形的構(gòu)件構(gòu)成。在底盤12內(nèi)部容置有線圈單元來作為平面電機(jī)(后述的)的電樞單元，該線圈單元具有以XY二維方向為行方向和列方向而配置成矩陣狀的多個線圈17。
[0031 ] 如圖4的俯視圖、圖5的(A)的主視圖(從-Y方向觀察到的圖)以及圖5的(B)的側(cè)視圖(從+X方向觀察到的圖)所示，載臺主體81具有滑塊22、經(jīng)由多個(作為一個例子是6根)桿構(gòu)件23!?233和24!?243支承于滑塊22上的箱狀的支承構(gòu)件25以及經(jīng)由4個支承部49固定于滑塊22上的框架26等。
[0032]滑塊22具有上述平面電機(jī)的磁鐵單元，由X軸方向上的長度比Y軸方向上的長度略長且在俯視下呈矩形的板狀構(gòu)件構(gòu)成。如圖5的(A)所示，該磁鐵單元具有多個永磁鐵18，該永磁鐵18以下表面與滑塊22的底面位于大致同一平面上的狀態(tài)配置于滑塊22的底部。多個永磁鐵18與底盤12的線圈單元對應(yīng)地以XY二維方向作為行方向和列方向而配置成矩陣狀。利用磁鐵單元和底盤12的線圈單元構(gòu)成在例如美國專利第6452292號說明書等中披露的晶圓載臺驅(qū)動系統(tǒng)51A(參照圖10)，該晶圓載臺驅(qū)動系統(tǒng)51A由磁懸浮型的動磁式的電磁力(洛侖茲(Lorentz)力)驅(qū)動方式的平面電機(jī)構(gòu)成。利用晶圓載臺驅(qū)動系統(tǒng)51A，使得晶圓載臺WST相對于底盤12在6個自由度方向(X軸方向、Y軸方向7軸方向、θχ方向、0y方向以及θζ方向)上驅(qū)動。
[0033]向構(gòu)成線圈單元的各線圈17供給的電流的大小以及方向由主控制裝置20控制。以下，也將晶圓載臺驅(qū)動系統(tǒng)51Α稱為平面電機(jī)51Α。
[0034]在滑塊22的內(nèi)部形成有用于使制冷劑(例如冷卻水等)流過的的未圖示的流路，制冷劑供給裝置58(參照圖10)經(jīng)由未圖示的管道與該未圖示的流路連接。此外，制冷劑的流量等由主控制裝置20控制。另外，也可以在滑塊22的內(nèi)部形成未圖示的空間，并在該空間內(nèi)設(shè)置發(fā)揮質(zhì)量阻尼器的功能的配重。
[0035]支承構(gòu)件25是從下方支承晶圓臺WTB的構(gòu)件，即在其上表面固定晶圓臺WTB的構(gòu)件。支承構(gòu)件25經(jīng)由6根桿構(gòu)件23!?233和24!?243且以相對于滑塊22空出規(guī)定的間隙(縫隙)的狀態(tài)固定于滑塊22上方。在圖6中示出在取下支承構(gòu)件25的情況下的該支承構(gòu)件25的立體圖。如圖6所示，支承構(gòu)件25具有:支承構(gòu)件主體25a; —對突出部25b，其從支承構(gòu)件主體25a的X軸方向兩側(cè)面的比Y軸方向中央部略偏向-Y側(cè)的位置分別向X軸方向的外側(cè)突出；以及一對緣部25c，其從支承構(gòu)件主體25a的Y軸方向兩側(cè)面的下端部向Y軸方向的外側(cè)伸出。
[0036]如圖4所示，支承構(gòu)件主體25a具有一條邊的長度比滑塊22的Y軸方向上的長度短、且像是將在俯視時呈正方形的構(gòu)件的四角切除了的俯視八邊形形狀的輪廓，即，具有包括分別與X軸以及Y軸平行的各兩條共計4條長邊和與X軸以及Y軸成45度的共計4條短邊在內(nèi)的俯視八邊形形狀的輪廓。如圖6所示，支承構(gòu)件主體25a具有俯視八邊形形狀的板狀部21a和在板狀部21a的上表面的4條長邊的部分設(shè)置的4個梯形部21b、21c、21d、21e。如圖4以及如圖6所示，由4個梯形部21b、21c、21d、21e在支承構(gòu)件主體25a的上表面形成具有規(guī)定深度的X形凹部(十字形凹部)33，該X形凹部33用于容置后述的框架26的X框架構(gòu)件28。如圖6所示，X形凹部33包含位于支承構(gòu)件主體25a上表面的中央、并與支承構(gòu)件主體25a大致相似形狀的俯視八邊形形狀的第一凹部34和4個第二凹部35，該第二凹部35在與X軸以及Y軸成45度的方向上從該第一凹部34的4條短邊部分別向支承構(gòu)件主體25a的4條短邊延伸設(shè)置。
[0037]在側(cè)視時，支承構(gòu)件主體25a的4個梯形部21b、21c、21d、21e具有規(guī)定的厚度。雖然省略圖示，但是這4個梯形部與以下說明的一對突出部25b同樣地，底面?zhèn)仁峭诳盏摹?br>[0038]一對突出部25b分別向X軸方向上的外側(cè)突出設(shè)置于梯形部21 c的+X側(cè)的表面和梯形部21e的-X側(cè)的表面。一對突出部25b分別具有與設(shè)置它們的梯形部大致相同的厚度。
[0039]如圖4所示，支承構(gòu)件25在一對突出部25b的頂端面位于比滑塊22的X軸方向兩側(cè)面略偏向內(nèi)側(cè)的位置的狀態(tài)下，經(jīng)由上述的6根桿構(gòu)件23!?233和24!?243被支承于滑塊22上。
[0040]如圖5的(B)所示，一對緣部25c由從Y軸方向兩側(cè)面向Y軸方向的外側(cè)伸出的具有規(guī)定寬度的板狀部分構(gòu)成。此處，一對緣部25c分別是板狀部21a的Y軸方向上的兩端部，由從支承構(gòu)件主體25a向+Y側(cè)和-Y側(cè)伸出的延設(shè)部構(gòu)成。但是，并不限于此，也可以與支承構(gòu)件主體25a分體地設(shè)置緣部，再將兩者一體化。一對緣部25c是沿著梯形部2 lb、21 c的長邊部的全長設(shè)置的。另外，各緣部25c的上表面形成為與XY平面平行的平面度高的表面。
[0041]如圖5的(B)所示，在支承構(gòu)件25的下表面設(shè)有覆蓋支承構(gòu)件主體25a的大致整個區(qū)域的板狀部25d。在該板狀部25d的下表面設(shè)有后述的編碼器系統(tǒng)的二維光柵(以下，簡稱為光柵)RG。光柵RG包括以X軸方向作為周期方向的反射型衍射光柵(X衍射光柵)和以Y軸方向作為周期方向的反射型衍射光柵(Y衍射光柵)。X衍射光柵以及Y衍射光柵的光柵線的間距設(shè)定為例如Ιμπι。此外，光柵RG不需要設(shè)置于上述板狀部25d的下表面整個區(qū)域，但需要設(shè)為例如包含尺寸為晶圓W的直徑的2倍左右的矩形區(qū)域的尺寸等，使得在晶圓W的曝光時包羅晶圓載臺WST移動的范圍。
[0042]支承構(gòu)件25的材料最好具有低熱膨脹率，例如使用肖特公司的微晶玻璃(ZerodurK商品名)等。另外，光柵RG的表面也可以被保護(hù)構(gòu)件覆蓋并保護(hù)，該保護(hù)構(gòu)件例如是可透光的透明的材料且具有與支承構(gòu)件25的材料同等程度的低熱膨脹率的覆蓋玻璃。
[0043]例如圖4所示，桿構(gòu)件23i?23