曝光装置及曝光方法、以及元件制造方法与流程

文档序号:15051107发布日期:2018-07-31 17:05阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种曝光装置,以能量束通过光学系统使物体曝光,所述装置具备:

第1移动构件及第2移动构件,其分别保持所述物体且在既定平面内的区域内彼此独立移动,并且分别于载置所述物体的面的下方位置设有第1光栅,所述区域包含进行所述能量束对所述物体的曝光的曝光站以及从该曝光站在平行于既定平面的第1方向分离配置且对所述物体进行既定测量的测量站;

第1测量系统,其设于所述曝光站,具有以所述第1方向作为长度方向的第1测量构件,从该第1测量构件对所述第1移动构件及第2移动构件中位于所述曝光站的移动构件的所述第1光栅从下方照射第1测量光束,测量位于所述曝光站的该移动构件的第1位置信息;

第2测量系统,其设于所述测量站,具有以所述第1方向作为长度方向的第2测量构件,从该第2测量构件对所述第1移动构件及第2移动构件中位于所述测量站的移动构件的所述第1光栅从下方照射第2测量光束,测量位于所述测量站的该移动构件的第2位置信息;

第3移动构件,其能与所述第1移动构件及第2移动构件独立在所述既定平面内移动,并且被设置以具有测量装置的光学构件的至少一部分,所述测量装置包含通过所述光学系统接收所述能量束的受光面,且根据通过所述受光面而接收的所述能量束的受光结果进行与曝光相关联的测量;

驱动系统,其分别驱动所述第1移动构件、第2移动构件及第3移动构件,其中所述驱动系统包含平面电机,该平面电机具有设于支承所述第1移动构件、第2移动构件及第3移动构件的支承构件的固定件、以及设于所述第1移动构件、第2移动构件及第3移动构件的各个的可动件,且

所述驱动系统使用所述平面电机将所述第1移动构件及第2移动构件的各个从所述曝光站以及所述测量站中的一方移动到另一方;以及

控制器,其通过所述驱动系统驱动所述第1移动构件与所述第2移动构件,如此则以在所述第3移动构件位于所述光学系统下方的状态下,将保持曝光完毕的所述物体的所述第1移动构件及第2移动构件的一方与保持所述既定测量已结束的所述物体的所述第1移动构件及第2移动构件的另一方在所述第1方向上位置替换。

2.如权利要求1所述的曝光装置,其中,所述第1移动构件构成于内部具有空间部且在所述既定平面内移动的第1移动体的一部分,所述第2移动构件构成于内部具有空间部且在所述既定平面内移动的第2移动体的一部分。

3.如权利要求2所述的曝光装置,其中,所述第1移动体,其包含于内部具有空间部且在至少所述既定平面内可动的第1可动构件与被该第1可动构件支承成能相对移动的所述第1移动构件;以及所述第2移动体,其包含于内部具有空间部且在至少所述既定平面内可动的第2可动构件与被该第2可动构件支承成能相对移动的所述第2移动构件。

4.如权利要求2或3所述的曝光装置,其中,所述第1测量构件具有第1测量臂,以悬臂式支承状态,该第1测量臂能从所述第1方向一侧插入所述空间部内,从下方对所述第1光栅照射所述第1测量光束,并且接收该第1测量光束的来自所述第1光栅的光;

所述第2测量构件具有第2测量臂,以悬臂式支承状态,该第2测量臂能从所述第1方向另一侧插入所述空间部内,从下方对所述第1光栅照射所述第2测量光束,并且接收该第2测量光束的来自所述第1光栅的光。

5.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其中,所述第1光栅为二维光栅。

6.如权利要求5所述的曝光装置,其中,所述第1测量系统,具有分别对所述第1光栅照射所述第1测量光束、接收各个所述第1测量光束的来自所述第1光栅的光的多个读头,且根据该多个读头的测量信息,测量所述移动构件的六自由度的位置信息。

7.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其中,所述控制器,将所述第1移动构件与所述第2移动构件以在所述第1方向位置替换的方式,沿包含在所述第1方向平行的彼此逆向的路径的各个移动路径并行驱动。

8.如权利要求7所述的曝光装置,其中,所述第1移动构件及第2移动构件的移动路径,进一步包含在所述既定平面内正交于所述第1方向的第2方向将所述第1移动构件及第2移动构件彼此逆向地驱动的路径。

9.如权利要求7所述的曝光装置,其进一步具备:第3测量系统,测量位于所述曝光站与所述测量站间的中间区域的所述第1移动构件及第2移动构件的第3位置信息,其中,

所述控制器,根据藉由所述第3测量系统测量的所述第3位置信息,沿所述移动路径驱动所述第1移动构件及第2移动构件。

10.如权利要求9所述的曝光装置,其中,所述平面电机,设于所述第1移动构件、第2移动构件及第3移动构件的各个的可动件包含磁石的动磁型;并且

所述第3测量系统包含位置测量装置,该位置测量装置具有以既定间隔配置于所述支承构件内的多个霍尔元件。

11.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其进一步具备:第1坐标回归用测量系统,其为了进行所述第1测量系统的原点回归而设置,测量藉由所述第1方向的位置替换而从所述测量站侧移动至所述曝光站侧的所述移动构件的绝对坐标。

12.如权利要求11所述的曝光装置,其中,所述第1坐标回归用测量系统包含检测设于所述移动构件的标记的二维成像感测器。

13.如权利要求12所述的曝光装置,其中,所述第1坐标回归用测量系统进一步包含测量所述移动构件的正交于所述既定平面的方向的位置的位置感测器。

14.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其中,用以从保持有所述曝光完毕的物体的所述第1移动构件、第2移动构件卸载所述物体的卸载位置是设定于所述第1方向的位置替换后的所述第1移动构件及第2移动构件的移动路径上。

15.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其进一步具备:第4测量系统,能在所述第1移动构件及所述第2移动构件的任一者在所述曝光站内移动时与所述第1测量系统对所述第1位置信息的测量并行地测量该移动构件的第4位置信息,其中,

所述控制器,根据所述第1位置信息及第4位置信息中可靠性较高者的位置信息,在所述曝光站内驱动所述移动构件。

16.如权利要求15所述的曝光装置,其中,所述第4测量系统包含编码器系统,该编码器系统具有设于所述第1移动构件、2移动构件及该第1移动构件外部、2移动构件外部的一方的读头,从该读头对设于所述第1移动构件、2移动构件及该第1移动构件外部、2移动构件外部的另一方的第2光栅照射第3测量光束,接收该第3测量光束的来自所述第2光栅的光,测量所述第1移动构件、2移动构件的所述第4位置信息。

17.如权利要求16所述的曝光装置,其进一步具备:第5测量系统,能在所述第1移动构件及所述第2移动构件的任一者在所述测量站内移动时与所述第2测量系统对所述第2位置信息的测量并行地测量该移动构件的第5位置信息,其中,

所述控制器,根据所述第2位置信息及第5位置信息中可靠性较高者的位置信息,在所述测量站内驱动所述移动构件。

18.如权利要求17所述的曝光装置,其中,所述第5测量系统包含共用所述第2光栅与所述读头中的一个的另一编码器系统。

19.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其进一步具备:标记检测系统,配置于所述测量站,检测所述移动构件上或装载于该移动构件上的所述物体上的标记。

20.如权利要求19所述的曝光装置,其中,所述第2测量系统以直接在所述标记检测系统的检测中心下方的点作为测量点。

21.如权利要求19所述的曝光装置,其中,于所述第1移动构件及第2移动构件分别设有基准标记,于所述标记检测系统能检测所述基准标记的位置设定有用以将所述物体装载于所述第1移动构件及第2移动构件的装载位置。

22.如权利要求21所述的曝光装置,其中,于能藉由所述测量站内的所述第2测量系统测量所述移动构件的第2位置信息的位置设定有所述装载位置。

23.如权利要求21所述的曝光装置,其进一步具备:第2坐标回归用测量系统,其为了进行所述第2测量系统的原点回归而设置,测量藉由所述第1方向的位置替换而从所述曝光站侧移动至所述测量站侧的所述移动构件的绝对坐标。

24.如权利要求23所述的曝光装置,其中,所述第2坐标回归用测量系统包含检测设于所述移动构件的标记的二维成像感测器。

25.如权利要求24所述的曝光装置,其中,所述第2坐标回归用测量系统进一步包含测量所述移动构件的正交于所述既定平面的方向的位置的位置感测器。

26.如权利要求19项所述的曝光装置,其中,所述控制器控制所述第1移动构件及所述第2移动构件的移动,使得在所述曝光站进行对保持于所述第1移动构件及所述第2移动构件中的一方的物体的曝光并行地在所述测量站对保持于所述第1移动构件及所述第2移动构件中的另一方的物体进行所述既定测量。

27.如权利要求26所述的曝光装置,其中,所述既定测量包含当二维移动所述移动构件时,藉由所述标记检测系统检测所述物体上的标记的标记检测动作。

28.如权利要求27所述的曝光装置,其进一步具备:面位置检测系统,其配置于所述测量站、用以检测装载于所述移动构件上的曝光前的所述物体的正交于所述既定平面的方向的面位置信息。

29.如权利要求28所述的曝光装置,其中,所述第2测量系统以直接在所述面位置检测系统的检测中心下方的点作为测量点。

30.如权利要求28或29所述的曝光装置,其中,所述既定测量包含当二维移动所述移动构件时,藉由所述面位置检测系统在所述物体上的多个检测点检测所述面位置信息的动作。

31.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其中,所述第1测量系统以紧挨所述能量束的照射位置下方的点作为测量点。

32.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其进一步具备对直接在所述光学系统的下方供应液体的液浸装置,其中,

所述第3移动构件,能将藉由所述液浸装置供应至直接在所述光学系统的下方的所述液体在与位于直接在所述光学系统的下方或其近旁的所述第1移动构件或第2移动构件之间移交。

33.如权利要求32所述的曝光装置,其中,所述第3移动体具有能从交叉于所述第1方向的方向卡合于所述第1测量构件的剖面形状。

34.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其中,所述第3移动构件,具有至少一部分能对向于所述第1测量构件并且具有设于其对向部的二维光栅。

35.如权利要求1至3中任一项所述的曝光装置,其中,设于所述第3移动构件的所述测量装置,为照度感测器、照度不均感测器、波面像差测量器、以及空间像测量器的至少一者的一部分。

36.一种元件制造方法,包含:

使用如权利要求1至35中任一项所述的曝光装置使物体曝光的动作;以及

使曝光后的所述物体显影的动作。

37.一种曝光装置,通过光学系统使基板曝光,其具备:

第1载台和第2载台,分别具有于上面侧设有所述基板的载置区域且于下面侧设有第1光栅构件的保持构件、以及以于所述第1光栅构件下方形成空间的方式支承所述保持构件的本体部;

第3载台,配置于通过所述光学系统进行所述基板的曝光的曝光站,与所述第1载台、第2载台不同;

检测系统,配置于与所述曝光站不同的测量站,对所述基板照射检测光束而检测出所述基板的位置信息;

驱动系统,移动所述第1载台、第2载台、第3载台,且使所述第1载台、第2载台分别从所述曝光站与所述测量站的一方移动至另一方;

第1测量系统,具有设于所述曝光站的第1读头部与设于所述测量站的第2读头部,通过以配置于所述曝光站的所述第1载台、第2载台中的一载台位于与所述光学系统对向处而配置于所述空间内的所述第1读头部,对所述第1光栅构件从下方照射第1测量光束,以测量所述一载台的位置信息,且通过以配置于所述测量站的所述第1载台、第2载台的另一载台位于与所述检测系统对向处而配置于所述空间内的所述第2读头部,对所述第1光栅构件从下方照射第1测量光束,以测量所述另一载台的位置信息;以及

控制器,为了使所述第1载台、第2载台分别在所述曝光站与所述测量站移动,而根据以所述第1测量系统测量的位置信息控制所述驱动系统对所述第1载台、第2载台的驱动,其中,所述控制器,藉由所述驱动系统使所述第1载台、第2载台分别以取代配置于所述空间内的所述第1读头部、第2读头部的一方而配置所述第1读头部、第2读头部的另一方的方式从所述曝光站与所述测量站的一方移动至另一方。

38.如权利要求37所述的曝光装置,其中,所述第1载台、第2载台分别通过所述曝光站与所述测量站间的中间区域,从所述曝光站与所述测量站中的一方移动至另一方;

进一步具备:第2测量系统,测量位于所述中间区域的所述第1载台、第2载台的至少一方的位置信息,其中,

所述控制器,为了使所述第1载台、第2载台分别以取代所述第1读头部、第2读头部的一方而另一方进入所述空间内的方式从所述中间区域移动至所述曝光站或所述测量站,是根据以所述第2测量系统测量的位置信息控制所述驱动系统对所述第1载台、第2载台的驱动。

39.如权利要求38所述的曝光装置,其进一步具备:第3测量系统,其具有多个读头,所述多个读头设于所述第1载台、第2载台中的一载台或设于所述一载台外部,在所述一载台位于所述中间区域时通过所述多个读头对设于所述一载台与该一载台外部中的另一方的第2光栅构件分别照射第2测量光束,以测量所述一载台的位置信息;

所述控制器,为了使所述一载台从所述中间区域移动至所述曝光站或所述测量站,而根据以所述第2测量系统测量的所述位置信息与以所述第3测量系统测量的所述位置信息,控制所述驱动系统对所述一载台的驱动。

40.如权利要求37所述的曝光装置,其进一步具备:

对直接在所述光学系统的下方供应液体的液浸装置;

所述控制器,为了将藉由所述液浸装置供应至直接在所述光学系统的下方的所述液体在与位于直接在所述光学系统的下方或其近旁的所述第1载台、第2载台中的一载台之间移交,而以所述一载台与所述第3载台维持接近或接触的状态移动于既定方向的方式,控制所述驱动系统对所述一载台在所述曝光站内的驱动。

41.一种元件制造方法,包含:

使用如权利要求37至40中任一项所述的曝光装置使基板曝光的动作;以及

使曝光后的所述基板显影的动作。

42.一种曝光方法,通过光学系统使基板曝光,其包含:

配置第1载台、第2载台中的一载台以面向在曝光站内的所述光学系统的动作,所述第1载台、第2载台分别具有于上面侧设有所述基板的载置区域且于下面侧设有第1光栅构件的保持构件,以及支承所述保持构件的本体部,以于所述第1光栅构件下方形成空间,且在曝光站内配置有与所述第1载台、第2载台不同的第3载台,并且通过所述光学系统进行所述基板的曝光;

为了在所述曝光站内使所述一载台移动,以通过位于与所述光学系统对向处的所述一载台的所述空间内所配置的第1读头部,对所述第1光栅构件从下方照射第1测量光束的第1测量系统,测量所述一载台的位置信息的动作;

为了在配置有对所述基板照射检测光束而检测出所述基板的位置信息的检测系统且与所述曝光站不同的测量站内,使所述第1载台、第2载台中的另一载台移动,以通过位于与所述检测系统对向处的所述另一载台的所述空间内所配置的第2读头部,对所述第1光栅构件从下方照射第1测量光束的第1测量系统,测量所述另一载台的位置信息的动作;以及

以从所述测量站移动至所述曝光站的所述另一载台位于与所述光学系统对向处而取代所述一载台的方式,接续于为了从所述空间内使所述第1读头部退出的所述一载台的移动,使所述另一载台移动以使所述第1读头部进入所述空间内的动作。

43.如权利要求42所述的曝光方法,其中,所述第1载台、第2载台分别通过所述曝光站与所述测量站间的中间区域,从所述曝光站与所述测量站的一方移动至另一方;

所述曝光方法进一步包含:藉由与所述第1测量系统不同的第2测量系统,测量位于所述中间区域的所述第1载台、第2载台的至少一方的位置信息的动作。

44.如权利要求43所述的曝光方法,其中,以在所述第1载台与所述第2载台的所述中间区域内的移动路径不同的方式,所述第1载台、第2载台分别从所述曝光站与所述测量站的一方移动至另一方。

45.如权利要求44所述的曝光方法,其中,所述曝光站与所述测量站在第1方向分离配置,所述不同的移动路径在与所述第1方向交叉的第2方向上位置不同。

46.如权利要求43至45中任一项所述的曝光方法,其中,藉由与所述第1测量系统不同的第3测量系统测量所述一载台的位置信息且根据藉由所述第1测量系统、第3测量系统中的至少一测量系统测量的位置信息控制所述一载台的移动,该第3测量系统通过位于对向所述光学系统的所述一载台与所述一载台上方中的一方所设的多个第1读头的每一个对所述一载台与所述一载台上方中的另一方所设的第2光栅构件照射第2测量光束;

藉由所述第3测量系统测量所述另一载台的位置信息且根据藉由所述第1测量系统、第3测量系统中的至少一测量系统测量的位置信息控制所述另一载台的移动,该第3测量系统通过位于对向所述检测系统的所述另一载台与所述另一载台上方中的一方所设的多个第2读头的每一个对所述另一载台与所述另一载台上方中的另一方所设的第2光栅构件照射第2测量光束。

47.如权利要求43至45中任一项所述的曝光方法,其中,以在将所述一载台置换为所述另一载台的途中所述第3载台位于与所述光学系统对向处的方式取代所述一载台而所述第3载台与所述光学系统对向配置,且取代所述第3载台而所述另一载台与所述光学系统对向配置。

48.如权利要求47所述的曝光方法,其中,所述第3载台,从自所述光学系统下方离开的待机位置与所述光学系统下方的一方移动至另一方,且藉由与所述第1测量系统不同的第4测量系统在其移动路径的至少一部分测量位置信息。

49.如权利要求48所述的曝光方法,其中,藉由使所述第3载台与所述光学系统对向配置,通过所述光学系统与配置于所述第3载台上面的光透射部检测用于所述基板的曝光的能量束。

50.如权利要求42至45中任一项所述的曝光方法,其中,藉由供应至所述光学系统下的液体于所述光学系统与所述基板间形成液浸区域,且通过所述光学系统与所述液浸区域的液体以能量束曝光所述基板;

在将所述一载台置换为所述另一载台的途中所述第3载台与所述光学系统对向配置,并在所述置换中于所述光学系统下实质地维持所述液浸区域。

51.如权利要求50所述的曝光方法,其中,所述一载台与所述第3载台彼此接近而相对所述光学系统移动,以取代所述一载台使所述第3载台与所述光学系统对向配置,以及所述第3载台与所述另一载台彼此接近而相对所述光学系统移动,以取代所述第3载台使所述另一载台与所述光学系统对向配置。

52.一种元件制造方法,包含:

使用如权利要求42至51中任一项所述的曝光方法使基板曝光的动作;以及

使曝光后的所述基板显影的动作。

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