(57)【要約】【課題】  位置決め装置において、ステージの加減速によって生じる計測誤差を抑える。【解決手段】  ステージ７を位置決めする位置決め装置であって、ステージ７の位置を計測する計測システム３，４と、ステージ７の加速度に基づいて、計測システム３，４により計測された値を補正する補正器１５と、を備える。【選択図】図１
2008108906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージを位置決めする位置決め装置であって、
前記ステージの位置を計測する計測システムと、
前記ステージの加速度に基づいて、前記計測システムにより計測された値を補正する補正器と、
を備えることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記計測システムは、第１方向に沿って互いに離れて配置される第２方向における前記ステージの位置を計測する複数の計測器を含み、
前記ステージが少なくとも前記第１方向に移動するときに、前記ステージの位置を計測するための計測器を切り替える切替器を更に備え、
前記補正器は、前記切替器が前記複数の計測器を切り替えるときに、前記補正された値に基づいて前記切り替え後の計測器により計測された値を補正することを特徴とする請求項１に記載される位置決め装置。
【請求項３】
前記複数の計測器は干渉計であり、
前記ステージは、前記複数の干渉計からの計測光を反射するミラーを備えることを特徴とする請求項２に記載される位置決め装置。
【請求項４】
前記補正器は、前記ステージの加速度の他、前記第１方向における前記ステージの位置に更に基づいて前記補正を行うことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載される位置決め装置。
【請求項５】
前記ステージは前記ステージの表面上の互いに直交するＸ，Ｙ方向及び前記Ｘ，Ｙ方向に直交するＺ方向に移動可能であり、前記第２方向はＺ方向であることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載される位置決め装置。
【請求項６】
前記切替器が前記計測器を切り替えるときに、切り替え前の計測器により計測した前記ステージの位置に基づいて、切り替え後の計測器の初期値を設定する設定器を更に備え、
前記補正器は、前記ステージの加速度を含む情報に基づいて前記初期値を補正することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載される位置決め装置。
【請求項７】
前記第２方向における前記ステージの位置を計測可能な変位計を更に備え、
前記ステージの加速度に基づく補正の情報は、前記変位計によって予め前記ステージの加速度ごとに計測された、前記切替器が前記計測器を切り替える前後におけるステージの位置変化量に基づくものであることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載される位置決め装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載される位置決め装置によってレチクルステージ及びウエハステージの少なくともいずれかが位置決めされることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載される露光装置を用いてウエハを露光する工程と、
前記ウエハを現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め装置に関する。 
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会の発展に伴い、デバイスや回路等の高集積化が急速に進められている。これらの高集積化は微細加工技術の発展によって実現された。例えば特許文献１には、レーザー干渉計を用いてステージを制御するシステムが開示されている。このシステムは、ステージの１つの駆動軸に対して１つの計測軸が対応するように、ステージの位置を計測する干渉計を設けている。
【０００３】
しかし、このシステムにおいてステージの可動ストロークを長く取るには、ステージに取り付ける干渉計のミラーを大きくする必要があり、これによってステージの制御系の動特性が低下した。また、例えば、露光装置にフォーカス方向の計測を行うための干渉計を設定する場合、投影レンズの配置関係からステージの可動域全体を１つの干渉計の光軸で計測できるようにする光軸の配置が幾何学的に困難であるという問題点があった。
【０００４】
そこで、特許文献２には、ステージの１つの駆動軸に対して複数の干渉計を設け、オフアクシスアライメント計測時と露光時とで干渉計を切り替えることで、干渉計のミラーを軽量化することが提案されている。２つの干渉計を切り替えてステージの位置を計測するためには、２つの干渉計が同時に位置計測できるストロークを設け、そのストローク内でステージの位置を計測する干渉計の計測値を、これから切り替えようとする干渉計の計測値にプリセットする。
【０００５】
ステージ駆動中に複数の干渉計を切り替える場合、一方の計測値を読み取って他方の干渉計の計測値としてプリセットするまでの時間だけ、移動速度に比例した一定量の誤差が生じる。上記時間にばらつきがあると、これらの誤差は不特定量の誤差となり、保持している現在位置の誤差量は累積される。特許文献３では、この問題を回避するために、ステージの移動速度と切り替えの実行時間との積を演算し、切り替え前のステージの位置に前記積を加えた値を、切り替え後の初期値に設定している。これにより定速での切り替え時の誤差を低減することが可能となっている。
【特許文献１】特開平１０−２８９９４３号公報
【特許文献２】特開平２０００−１８７３３８号公報
【特許文献３】特開平２００３−２５４７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来の技術では、ステージが加減速中に干渉計等の計測器を切り替えると、ステージの変形に伴う切り替え誤差が生じるという問題があった。
【０００７】
半導体露光装置などのステージでは、数ｎｍの切り替え誤差も問題となる場合がある。しかしステージが加減速中であるとき、ステージ天板やそこに設けられ計測基準となるミラーに変形が生じることは避け得ない。ミラーが変形している状態でレーザー干渉計を切り替えると、レーザーが当たっているミラーの形状が加速中と定速時又は停止時とで変化することになり、その結果切り替え誤差が発生する。また、加減速中の切り替えを繰り返すことで切り替え誤差が累積していく。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、位置決め装置において、ステージの加減速によって生じる計測誤差を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ステージを位置決めする位置決め装置であって、ステージの位置を計測する計測システムと、ステージの加速度に基づいて、計測システムにより計測された値を補正する補正器と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、位置決め装置において、ステージの加減速によって生じる計測誤差を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。
［第1の実施形態］
図１は、第１の好適実施形態に係る位置決め装置を示す図であり、特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステージに適用した場合の一例を示す図である。ウエハステージ７は、Ｙミラー５、Ｘミラー６、及び不図示のウエハチャックを搭載している。ウエハステージ７は、説明の便宜上ＸＹθ軸に駆動可能のものを示したが、６軸駆動するものであってもよい。Ｘミラー６は、Ｘ軸干渉計３又はＸ軸干渉計４からの計測光を反射し、ウエハステージ７のＸ軸方向の位置座標を計測するために用いられる。Ｙミラー５は、Ｙ軸干渉計１及びＹａｗｉｎｇ干渉計２からの計測光を反射し、ウエハステージ７のＹ軸方向の位置座標を計測するために用いられる。リニアモータＸＬＭ１０は、ウエハステージ７をＸ方向に駆動し、Ｘ軸側Ｙａｗガイド９により案内される。リニアモータＹＬＭ（固定子）１１は、ＹＬＭ（可動子）１２をＹ方向に駆動し、Ｙ軸側Ｙａｗガイド８により案内される。ウエハステージ７は、平面ガイド１３によって案内され、駆動されたＹ座標値に応じて、Ｘ軸方向の座標を計測しているＸ軸干渉計３、４が切り替わる。Ｘ軸干渉計３、４の切り替えは、制御装置１４の切替器１６によってなされる。ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の近くに位置する場合は、Ｘ軸干渉計４の光軸上にＸミラー６が到達していないので、Ｘ軸干渉計３がＸ軸の位置を計測する。ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の遠くに位置する場合は、同様な理由でＸ軸干渉計４がＸ軸の位置を計測する。この実施形態では、Ｙ方向がウエハステージ７の移動する第１方向であり、Ｘ方向がＸ軸干渉計３、４によりウエハステージ７の位置を計測する第２方向である。Ｘ軸干渉計３、４はＸ方向すなわち第２方向におけるウエハステージの位置を計測する計測システムを構成する。
【００１２】
第１の実施形態は、Ｘ軸方向の自由度に対して、２つのＸ軸干渉計の切り替え、及び、現在位置の計測値の引き継ぎに関して、安定かつ高精度な手段を提供する。
【００１３】
図２は、図１に示す位置決め装置を横から見た図である。ウエハステージ７は、鏡筒定盤２０５に固定された干渉計２０４によって位置計測されている。この図における干渉計２０４は、図１において説明したＹ軸干渉計１、Ｙａｗｉｎｇ干渉計２、Ｘ軸干渉計３、Ｘ軸干渉計４のいずれか１つを横から見たものを示す。鏡筒定盤２０５は、ダンパー２０６により除振台（ペデスタル）２０３から浮上保持され、床からの高周波振動を干渉計２０４及び不図示の露光装置投影光学系に与えないように配慮されている。干渉計２０４は、計測する軸の方向及びＹ方向の位置により基鏡筒定盤２０５に複数配置されている。ステージ定盤２０２も鏡筒定盤２０５と同様に、床からの高周波振動がウエハステージ７に伝達されないように配慮されている。鏡筒定盤２０５には投影レンズ２０７が搭載されており、同じく鏡筒定盤２０５上に載置されたレチクル２０８からのパターン像をウエハステージ７上にロードしたウエハ（不図示）上に投影する。
【００１４】
図３は、第１の実施形態に係る位置決め装置において、計測値の有効な干渉計の計測軸とウエハステージのＹ座標との関係を示す図である。ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の近くに位置する場合は、Ｘ軸干渉計４の計測光軸はＸミラー６に当たらず、ウエハステージ７の現在位置を計測するのはＸ軸干渉計３のみである（区間Ａ）。
【００１５】
ウエハステージ７が駆動ストロークの中心付近に移動した場合は、Ｘ軸干渉計３、４とも計測光がＸミラー６に当たるため、Ｘ軸干渉計３、４ともに計測が可能である（区間Ｂ）。このように、ウエハステージ７が区間Ａから区間Ｂに移動した場合は、Ｘ軸干渉計４で計数する現在位置の情報は不定状態からの累積値となり、ウエハステージ７の現在位置を表す計測値としては意味を持たない。そこで、区間Ａから区間Ｂに移るときに、Ｘ軸干渉計３からＸ軸干渉計４へ計測値を引き継ぐ。例えば、Ｘ軸干渉計３で保持している現在位置の情報をＸ軸干渉計４に強制的にセット（プリセット）し、その直後から、ウエハステージ７が移動した相対量を継続して計数する。そのことによって、ウエハステージのＹストローク全面において、Ｘ軸干渉計３、４を用いて正しい計測値が得られる。Ｘ軸干渉計３からＸ軸干渉計４へ現在位置の計測値を引き継ぐ位置は、少なくとも引き継ぐＸ軸干渉計３と引き継がれるＸ軸干渉計４の双方の位置計測ビームが同時にＸミラー６に当たっている座標を選択する必要がある。Ｘ軸干渉計４からＸ軸干渉計３へ引き継ぐ場合も同様である。
【００１６】
ウエハステージ７が図１のＹ軸干渉計１の遠くに位置する場合は、Ｘ軸干渉計３の計測光軸はＸミラー６に当たらず、ウエハステージ７の現在位置を計測するのはＸ軸干渉計４のみである（区間Ｃ）。区間Ｃから区間Ｂへ移るときも同様にして、Ｘ軸干渉計４からＸ軸干渉計３に計測値が引き継がれる。
【００１７】
Ｙ１、Ｙ２は、それぞれＸ軸干渉計３からＸ軸干渉計４に計測値を引き継ぐ場所（Ｙ１）と、Ｘ軸干渉計４からＸ軸干渉計３に計測値を引き継ぐ場所（Ｙ２）の切り替え位置である。Ｙ１、Ｙ２は、異なった場所であるのが好ましい。これによって、ウエハステージ７の目標位置が切り替え位置近傍に指定されたときに起こり得るチャタリング（計測値を保持している干渉計が不必要に何度も切り替わってしまうこと）を防止することができる。また、第１の実施形態に係る位置決め装置が走査露光装置に用いられる場合、干渉計の切り替え位置がＹ軸方向の走査露光中に発生しないように、Ｘ方向のステップサイズに合わせて切り替え位置Ｙ１、Ｙ２を変更してもよい。
【００１８】
図４から図６を用いて解決すべき問題点を説明する。図４から図６はウエハステージ７をＹ方向に沿って手前に動かしたときのＸ軸干渉計の切り替えを順番に示す図である。図４においてＸ軸干渉計は３のみがＸミラー６に当たっている。この状態ではＸ軸干渉計３でＸの位置を計測している。つまり図４は図３におけるＡのエリアの状態を示す。図４の状態からステージをＹ方向手前に動かすと図５の状態になる。図５ではＸ軸干渉計は３と４の両方がＸミラーに当たっている。つまり図５は図３におけるＢのエリアの状態を示す。ここでＸ軸干渉計３からＸ軸干渉計４に切り替えを行う。図６は図４からさらにＹ方向手前にステージを動かした状態である。図６ではＸ軸干渉計４のみがＸミラーに当たっている。つまり図６は図３におけるＣのエリアの状態を示す。
【００１９】
図４から図６の状態にステージをＹ方向に沿って手前に動かすとき、図５の状態で従来はＸ軸干渉計３の値をＸ軸干渉計４の初期値として受け渡していた。しかしながら図５の状態がステージ７の加速もしくは減速期間中であると、ステージはリニアモータの力を受けて弾性変形をする。さらにステージ天板及びミラーも同様に弾性変形をする。図５ではＸミラーが変形した様子を示している。図５では問題点がわかりやすいように大きく変形したＸミラーを描いたが、実際の変形量は数ｎｍ程度である。図５のようにＸミラーが変形した状態でＸ軸干渉計３からＸ軸干渉計４に切り替えると、その変形が戻ったときにステージのＸ位置は図６に示すように変形した分ずれてしまいステージの位置誤差となる。半導体露光装置などナノメーターオーダーの位置決め精度が要求されるステージでは、このような位置誤差でも問題となる。
【００２０】
図７にＹ方向の加速度とＸミラーの変形量との関係のグラフを示す。縦軸がＸミラーのＹ位置、横軸が変形量である。加速度が変わると変形量もそれに応じて変わる。これはステージに加わる力が変わるためである。加速度の方向によっても変形量は変わる。またミラーの位置によって変形量も変わる。これはミラーの取り付け方法やステージの構造、ステージ天板の形状などの影響による。
【００２１】
図８にＸミラーのそれぞれの位置での加速度と変形量とのグラフを示す。縦軸が変形量、横軸が加速度である。図８のグラフ３１１はステージＹ１位置で干渉計３が当たるＸミラーのＹ位置（図７における３０１の位置）における加速度と変形量とのグラフである。図８のグラフ３１２はステージＹ２位置で干渉計３が当たるＸミラーのＹ位置（図７における３０２の位置）における加速度と変形量とのグラフである。図８のグラフ３１３はステージＹ１位置で干渉計４が当たるＸミラーのＹ位置（図７における３０３の位置）における加速度と変形量とのグラフである。図８のグラフ３１４はステージＹ２位置で干渉計４が当たるＸミラーのＹ位置（図７における３０４の位置）における加速度と変形量とのグラフである。図８のグラフに示すように、加速度とミラーの変形量との関係は通常ほぼ比例となる。ミラーの位置によりその傾きが変わる。干渉計切り替えの時の加速度におけるＸ軸干渉計３とＸ軸干渉計４との変形量の差が切り替え誤差となる。つまりステージＹ１位置ではグラフ３１１とグラフ３１３との差が切り替え誤差となり、ステージＹ２位置ではグラフ３１２とグラフ３１４との差が切り替え誤差となる。従って、干渉計切り替え時に加速度に応じてこれらの誤差を補正すれば、精度良く干渉計切り替えを行うことが出来る。
【００２２】
図９に加速度に応じた補正量のグラフを示す。横軸が加速度、縦軸が補正量である。図９において３２１がステージＹ１位置での補正量を示す。補正量３２１は図８におけるグラフ３１１とグラフ３１３との差である。Ｙ１位置でＸ軸干渉計３からＸ軸干渉計４に切り替えるときにはそのときの加速度に応じたグラフ３２１の補正量をＸ軸干渉計３の値に加えてＸ軸干渉計４の初期値とする。切り替え前のＸ軸干渉計３により計測したステージ位置に基づいて切り替え後のＸ軸干渉計４の初期値を設定することは、制御装置１４の設定器１７によりなされる。またその際に、加速度に応じたグラフ３２１の補正量を算出してＸ軸干渉計４の計測値を補正することは、制御装置１４の補正器１５によりなされる。同様にＹ２位置でＸ軸干渉計４からＸ軸干渉計３に切り替えるときには、そのときの加速度に応じたグラフ３２２の補正量を干渉計４の値から引いて干渉計３の初期値とする。
【００２３】
図９の加速度と補正量との関係は通常は比例関係なので、その傾きさえわかれば計算は容易である。また、図９の加速度と補正量の関係は、テーブルで持つことも可能である。テーブルで補正量を持つときは、加速度に応じて補正量を補間する必要がある。
【００２４】
図９の加速度と補正量との関係は、ステージの構造解析により計算で求めることも不可能ではないが、非常に微小な量なので正確に求めるのはかなり困難である。このため通常は切り替え誤差を計測することが出来る別の位置測定器を用いてあらかじめ計測しておくことが望ましい。
【００２５】
例えば図１の半導体露光装置においてウエハステージ７のＸミラーの絶対位置を精度良く検出できるレーザー変位計８０を設ける。そしてＸ軸干渉計３からＸ軸干渉計４に切り替えるときのステージ７の加速度を変化させながら、切り替え前後のステージ7の位置を、レーザー変位計８０を使って計測する。この切り替え前後の位置変化量をステージ７の位置誤差として求める。こうすることで加速度と補正量との関係を求めることが出来る。ここで求めた加速度と補正量との関係を近似式もしくはテーブルとして記憶しておく。この補正量を使って前述のように加速度に応じた干渉計切り替え時の補正を行う。切り替え誤差を計測する位置測定器はレーザー変位計に限らず、絶対位置を精度よく計測できる測定器であれば何でも良い。また、Ｘミラーを計測するものに限らず、例えばステージ天板上に構成された基準マークの位置を計測するスコープでも良い。
【００２６】
上記実施形態ではＹ方向の加速度と補正量との関係を示したが、Ｘ方向の加速度についても同様な補正及び補正量の計測が出来る。
【００２７】
本実施形態によれば、ステージの速度、加速度に関係なくどんな状態で計測装置を切り替えても切り替え誤差を抑えることが出来るので、この位置決め装置を使用する露光装置はスループット及び精度を向上することができる。
［第２の実施形態］
図１０は、本発明の好適な実施の形態に係る位置決め装置の別例を示す図であり、特に、この位置決め装置を半導体露光装置のウエハステージに適用した場合の一例を示す図である。第１の実施形態と同様の機能を有する部品は同じ番号を付してある。図１の位置決め装置との相違点は、図１はＸ軸に対して複数の干渉計軸が配置されていたが、図１０ではＺ軸に対して複数の干渉計軸が配置されている点である。図１におけるＹミラー５は、図１０においてはＹＺ１ミラー９０１に対応し、図１０のＺ軸方向にある第１のＺ軸レーザー干渉計の計測光を反射するバーミラーとしても兼用される。さらに、ＹＺ１ミラー９０１の反対側にＺ２ミラー９０２を配置し、第２のＺ軸レーザー干渉計の計測光を反射する構成となっている。Ｚ軸レーザー干渉計の計測光は、不図示の光ファイバーによってオプティカルピックアップ９０３ａ、９０３ｂに導入される。オプティカルピックアップ９０３ａ、９０３ｂから出射した計測光は、キューブミラー９０４ａ及びキューブミラー９０４ｂによってＺ軸方向に反射される。Ｚ軸光学系マウント９０５は、ＸＬＭ上に固定されているため、ウエハステージ７のＹ軸を駆動すると、Ｚ軸光学系マウント９０５も同時にＹ方向に動く構成となっている。
【００２８】
図１１は、図１０に示す位置決め装置を横から見た図である。キューブミラー９０４ａ、９０４ｂによってＺ軸方向に反射されたＺ軸干渉系の計測光は、三角ミラー９０６ａ及び三角ミラー９０６ｂによって直角方向に曲げられ、ＹＺ１ミラー９０１及びＺ２ミラー９０２に到達する。三角ミラー９０６ａ及び三角ミラー９０６ｂは、投影レンズ２０７に対して固定した位置に配置されており、ウエハステージ７のＹ方向駆動によってＹ軸方向に計測光の当たるスポット位置が移動する構成になっている。また、三角ミラー９０６ｂは、投影レンズ２０７の紙面背後にも対称に配置されており、ＹＺ１ミラー計測用の干渉計計測光を折り曲げている。本実施形態においては、このように投影レンズ２０７をステージ駆動ストロークの中心付近に配置する必要がある。Ｚ軸の計測をレーザー干渉計で行うと投影レンズ２０７によってＺ軸計測を行うレーザー干渉計の計測光軸が投影レンズ２０７によって遮られる。そのため、ウエハステージ７の駆動ストロークの中で干渉計の切り替えを行う必要が生じる。
【００２９】
本実施形態が第1の実施形態に対して異なる点は、ウエハステージ７のＸ位置によって切り替えの対象となるＹＺ１ミラーとＺ２ミラーの計測光が当たる位置が任意に変化することである。これを図１２から図１４を使って説明する。図１２はウエハステージ７がＸ軸の左隅の位置にある時を示している。Ｚ２ミラー９０２にＺ干渉計の計測光が当たる位置は９１０ａＺ計測点で示す位置である。これに対し図１３のようにウエハステージ７の位置をＸ軸方向中央に動かすと、Ｚ２ミラー９０２にＺ干渉計計測光が当たる位置は９１０ｂＺ計測点に示す位置に移動する。さらに図１４に示すようにウエハステージ７をＸ軸右隅方向に移動すると、Ｚ２ミラー９０２にＺ干渉計計測光が当たる位置は９１０ｃＺ計測点に示す位置にさらに移動する。不図示だがＹＺ１ミラーにＺ干渉計計測光が当たる位置も同様にウエハステージ７のＸ位置により変化する。
【００３０】
図７に示したように加速度とミラーの変形量との関係はミラーの位置により大きく異なる。ＹＺ１ミラー及びＺ２ミラーについても図7と同様のことが言える。このため、ウエハステージ７のＸ位置が異なれば、Ｚ干渉計を切り替えたときの加速度と切り替え誤差との関係は変化する。第１の実施形態で述べたように、加速度とミラーの変形量との関係は図８に示すようにほぼ比例の関係にある。ただしミラーの位置によってその比例係数が変化する。
【００３１】
このような場合でも、補正器１５によりステージ加速度及びステージのＸ位置に応じてＺの干渉計切り替えの初期値を補正することで、ステージが加減速中でも切り替え誤差を最小限に抑えることができる。本実施形態においてもステージ加速度及びステージＸ位置と切り替え補正量の関係はテーブルもしくは近似関数で持つ。これらステージ加速度及びステージＸ位置と切り替え補正量の関係は、ステージ加速度及びステージＸ位置を変化させて、別の位置計測手段であらかじめ計測しておくことが望ましい。本実施形態の場合、別の位置計測手段とは、半導体露光装置では通常構成されるフォーカスセンサでも良い。フォーカスセンサとはウエハステージ上のウエハもしくは基準プレートのＺ位置を測ることのできるセンサである。もちろんＺの位置を計測できるセンサであれば他の方式の位置センサ、例えば静電容量センサやレーザー変位計等でも良い。
【００３２】
図１５にステージ加速度に対する切り替え補正量の補正係数と、ステージＸ位置との関係を示す。横軸がステージのＸ位置、縦軸が補正係数である。補正係数とは加速度に対する補正量の比例係数、つまり切り替え補正量／加速度である。図１５の関係は前述のようにステージのＸ位置と加速度を振ってＺ干渉計切り替えを行い、そのときの誤差を別のＺ位置計測手段で計測することで求めることが出来る。図１５において点が計測値であり、線は計測値から求めた近似関数の近似曲線である。本発明ではまずＺ干渉計を切り替えるときにウエハステージＸの位置から前記近似関数を用いて補正係数を求め、その補正係数から干渉計切り替え時の加速度に応じた補正量を求める。その補正量を使ってＺ干渉計切り替え後の位置を補正することで、ステージ加減速中でもミラー変形による干渉計切り替え誤差を抑えることが可能となる。
［露光装置の実施形態］
以下、本発明の位置決めが適用される例示的な露光装置を説明する。露光装置は図１６に示すように、照明装置１０１、レチクルを搭載したレチクルステージ１０２、投影光学系１０３、ウエハを搭載したウエハステージ１０４とを有する。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンをウエハに投影露光するものであり、ステップアンドリピート投影露光方式またはステップアンドスキャン投影露光方式であってもよい。
【００３３】
照明装置１０１は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザー、波長約153nmのF2エキシマレーザーなどを使用することができる。レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、YAGレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。光源にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００３４】
照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。
【００３５】
投影光学系１０３は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子を少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。
【００３６】
レチクルステージ１０２及びウエハステージ１０４は、たとえばリニアモータによって移動可能である。レチクルステージ１０２及びウエハステージ１０４の少なくともいずれかは前記第１、第２の実施形態の位置決め装置によって位置決めされうる。ステップアンドスキャン投影露光方式の場合には、それぞれのステージは同期して移動する。また、レチクルのパターンをウエハ上に位置合わせするためにウエハステージ及びレチクルステージの少なくともいずれかに別途アクチュエータを備える。
【００３７】
このような露光装置は、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造に利用されうる。
［デバイス製造の実施形態］
次に、図１７及び図１８を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
【００３８】
ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程である。この工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップＳ７）される。
【００３９】
図１８は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップＳ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップＳ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態に係る位置決め装置を示す図である。
【図２】図１に示す位置決め装置を横から見た図である。
【図３】第１の実施形態に係る位置決め装置において計測値の有効な干渉計とＹ座標との関係を示す図である。
【図４】ウエハステージをＹ方向に沿って奥から手前に動かしたときのＸ軸干渉計の切り替えを示す図のうち、ステージが奥にある状態を示す図である。
【図５】ウエハステージをＹ方向に沿って奥から手前に動かしたときのＸ軸干渉計の切り替えを示す図のうち、ステージが中央にありミラーが変形した状態でＸ軸干渉計を切り替えることを示す図である。
【図６】ウエハステージをＹ方向に沿って奥から手前に動かしたときのＸ軸干渉計の切り替えを示す図のうち、Ｘ軸干渉計を切り替えた後、ステージが手前にありＸ方向に誤差が生じている状態を示す図である。
【図７】干渉計切り替え時のステージ加速度を振ったときの、ＸミラーのＹ方向位置とミラー変形量との関係を示す図である。
【図８】Ｘ軸干渉計がＸミラー位置に当たる位置毎の、ステージ加速度とミラー変形量との関係を示す図である。
【図９】干渉計切り替えを行うステージＹ位置毎の、ステージ加速度と切り替え補正量との関係を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る位置決め装置を示す図である。
【図１１】図１０に示す位置決め装置を横から見た図である。
【図１２】図１１に示す位置決め装置において、ウエハステージが左隅の位置にあるときを示す図である。
【図１３】図１１に示す位置決め装置において、ウエハステージが中央の位置にあるときを示す図である。
【図１４】図１１に示す位置決め装置において、ウエハステージが右隅の位置にあるときを示す図である。
【図１５】ステージＸ位置と補正係数との関係を示す図である。
【図１６】露光装置を説明するための図である。
【図１７】露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１７に示すフローチャートのステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１：Ｙ軸干渉計
２：Ｙａｗｉｎｇ干渉計
３，４：Ｘ軸干渉計
５：Ｙミラー
６：Ｘミラー
７：ウエハステージ
８：Ｙ軸側Ｙａｗガイド
９：Ｘ軸側Ｙａｗガイド
１０：Ｘ軸駆動用リニアモータ固定子（ＸＬＭ）
１１：Ｙ軸駆動用のリニアモータ固定子（ＹＬＭ）
１２：Ｙ軸駆動用リニアモータ可動子（ＹＬＭ）
１３：平面ガイド
１４：制御装置
１５：補正器
１６：切替器
１７：設定器
８０：レーザー変位計
２０７：投影レンズ
９０１：ＹＺ１ミラー
９０２：Ｚ２ミラー
９０６ａ、９０６ｂ：三角ミラー
５０１：照明系ユニット
５０２：レチクルステージ
５０３：投影光学系
５０４：ウエハステージ
５０５：露光装置本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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