发明名称 曝光装置、扫描曝光装置及扫描曝光方法
摘要 本发明因为系使光罩平台(mask stage)16及基板平台基板平台14浮动支撑于基座(base)构件12上,所以两平台16、14可由线性马达(linear motor)13沿着扫描方向以非接触的方式互相逆向驱动,此时,此两平台16、14的动作对基座构件12外不会产生任何其他作用力,而能够保持其动量。此处,因为系将平台16与平台14的质量比设定为与图所未示的投影光学系统的缩小倍率相同,因此由动量守恒定理可得平台16与平台14的速度比系反比于投影光学系统的缩小倍率,而能够正确的同步控制两平台16、14。并能够抑制装置整体的倾斜及摇晃,而且也能够改善光罩平台与基板平台基板平台的同步性能。
申请公布号 TW434416 申请公布日期 2001.05.16
申请号 TW086114058 申请日期 1997.09.26
申请人 尼康股份有限公司 发明人 原明光
分类号 G02B26/00 主分类号 G02B26/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种曝光装置,系使光罩及基板持续同步移动,并经由投影光学系统而将形成于前述光罩的图案复制至前述基板,其特征在于,系具有:浮动支撑于基座构件上的基板平台,具有前述基板平台的质量乘以前述投影光学系统的缩小倍率的质量,且浮动支撑于前述基座构件上的光罩平台,以及设置于前述两平台之间,并驱动前述基板平台及光罩平台以使前述光罩及基板互相逆向移动的第1驱动构件。2.如申请专利范围第1项之曝光装置,其中:前述投影光学系统系将形成于前述光罩的图案的倒立像投影至前述基板的光学系统。3.如申请专利范围第1或第2项之曝光装置,其中:系将前述基板水平的保持于基板平台上,且将前述光罩垂直的保持于光罩平台上,而且,前述投影光学系统系包含复数的透过光学元件、分束器、反射光学元件,并将配置于物体面的前述光罩的图案以既定的缩小倍率投影至配置于成像面的前述基板上。4.如申请专利范围第3项之曝光装置,其中:更具有:经由前述分束器而能够检测出形成于前述光罩的对准标志及基板上的对准标志之半TTL对准检测系统。5.如申请专利范围第1项之曝光装置,其中:在前述基座构件及前述光罩平台之间设置驱动该光罩平台的第2驱动构件。6.如申请专利范围第5项之曝光装置,其中:在前述基座构件及前述基板平台之间设置驱动该基板平台的第3驱动构件。7.如申请专利范围第6项之曝光装置,其中:在前述第2驱动构件及第3驱动构件的至少一方附设再生制动控制电路,以对由前述第1驱动构件将前述两平平台同步移动时的速度比做微调整。8.如申请专利范围第1.第5.第6.及第7项中任何一项之曝光装置,其中:前述基板平台具有:驱动于前述基板所同步移动的第1方向的第1平台,以及保持前述基板并与前述第1平台一体的移动于前述第1方向、且由第1平台所引导而能够移动于与前述第1方向垂直的第2方向的第2平台。9.如申请专利范围第1项之曝光装置,其中:前述基板平台系经由空气轴承而浮动支撑于基座构件上。10.如申请专利范围第1项之曝光装置,其中:前述光罩平台系经由空气轴承而浮动支撑于基座构件上。11.一种扫描曝光装置,其所具备的投影光学系统系具有分别与光罩及基板大致呈垂直的光轴,并经由前述投影光学系统而将前述光罩的图案复制至前述基板扫描,其特征在于,系具有:基座;在前述基座上移动前述光罩的第1平台;在前述基座上移动前述基板的第2平台;以及为了以对应于前述投影光学系统的倍率的速度比来同步移动前述光罩及前述基板,而连接至前述第1平台及前述第2平台的驱动系统;前述驱动系统系将前述第1平台及前述第2平台沿着既定方向做逆向驱动,以使由前述同步移动所产生的反作用力大致互相抵销。12.如申请专利范围第11项之扫描曝光装置,其中:将前述第1平台与前述第2平台的质量比设定为大致与前述投影光学系统的缩小倍率一致。13.如申请专利范围第11或第12项之扫描曝光装置,其中:前述投影光学系统包含折射光学元件及至少1个反射光学元件;并为能将前述光罩的图案的部份倒立像缩小投影至前述基板的光学系统。14.如申请专利范围第11或第12项之扫描曝光装置,其中:前述投影光学系统至少包含2个反射光学元件;且对前述投影光学系统将其像面配置于物体面侧。15.如申请专利范围第13项之扫描曝光装置,其中:前述投影光学系统的前述反射光学元件包含反射镜、凹面镜、及分束镜中之至少之一。16.如申请专利范围第14项之扫描曝光装置,其中:前述投影光学系统的前述反射光学元件包含反射镜、凹面镜、及分束镜中之至少之一。17.如申请专利范围第11项之扫描曝光装置,其中:前述投影光学系统的物体面及像面系配置于同一平面内,且前述第1及第2平台分别与前述光罩及前述基板沿着前述平面而移动。18.如申请专利范围第14项之扫描曝光装置,其中:前述投影光学系统的物体面及像面系配置于同一平面内,且前述第1及第2平台分别与前述光罩及前述基板沿着前述平面而移动。19.如申请专利范围第14项之扫描曝光装置,其中:更具有:相对于前述基座系配置于与前述投影光学系统相反侧,且以光束照射前述光罩的照明系统。20.如申请专利范围第17项之扫描曝光装置,其中:更具有:相对于前述基座系配置于与前述投影光学系统相反侧,且以光束照射前述光罩的照明系统。21.如申请专利范围第18项之扫描曝光装置,其中:更具有:相对于前述基座系配置于与前述投影光学系统相反侧,且以光束照射前述光罩的照明系统。22.一种扫描曝光方法,系经由投影光学系统而将光罩的图案复制至基板,其特征在于:将前述光罩及前述基板配置于与前述投影光学系统的光轴垂直的同一平面内,将前述光罩的图案的部份倒立像投影至前述基板上,使前述光罩及前述基板沿着前述平面上的既定方向逆向地同步移动,藉此而使由前述同步移动所产生的反作用力大致互相抵销。23.如申请专利范围第22项之扫描曝光方法,其中:前述光罩及前述基板系以对应于前述投影光学系统之倍率的速度比同步移动。24.如申请专利范围第22或第23项之扫描曝光方法,其中:为了使前述光罩的图案重合对准至前述基板上的图案并进行复制,而在前述同步移动中调整前述光罩及前述基板的速度比,以至少对前述基板上的图案及前述光罩的图案像的倍率误差及失真误差之一进行补正。25.如申请专利范围第1.5.6.7项中任一项之曝光装置,其中,前述驱动构件系藉由电磁作用来驱动。26.如申请专利范围第25项之曝光装置,其中,前述驱动构件系包含线性马达。27.一种微元件,系经利用申请专利范围第1或11项之曝光装置将前述光罩上的图案复制至前述基板上所制造者。28.一种微元件之制造方法,系包含:使用申请专利范围第22项之曝光方法,以前述光罩上的图案对前述基板进行曝光。29.一种曝光方法,系以载置于光罩平台上之光罩的图案对载置于基板平台上之基板进行曝光;其中,光罩平台与基板平台之一系移动于既定的方向上;为减少移动该平台所伴随产生之力,另一平台系与该平台移动同步般移动于与该既定方向为相反的方向上。30.一种曝光方法,系以载置于光罩平台上之光罩的图案对载置于基板平台上之基板进行曝光;其中,系包含致动一设于前述光罩平台与前述基板平台之间的驱动构件,使得一平台移动于既定的方向上,同时另一平台系与该平台之移动同步般移动于与该既定方向的相反方向上。31.如申请专利范围第29项之曝光方法,其中,前述光罩平台与基板平台的移动系藉由致动设于两平台之间的驱动构件来进行;系使得一平台于既定的方向移动,同时另一平台则与该平台之移动同步地移动于与该既定方向为相反的方向上。32.如申请专利范围第29或30项之曝光方法,其中,前述图案系经由投影光学系统使得该图案以既定的倍率投影于前述基板上。33.如申请专利范围第32项之曝光方法,其中,前述光罩平台系具有(前述基板平台之质量前述倍率)的质量。34.如申请专利范围第32项之曝光方法,其中,前述投影光学系统系使得前述光罩之图案的倒立像投影于前述基板上。35.如申请专利范围第31项之曝光方法,其中,前述光罩平台与前述基板平台系于基座构件上被支撑成浮动状态。36.如申请专利范围第35项之曝光方法,其中,前述光罩平台与前述基板平台系经由空气轴承而于基座构件被支撑成浮动状态。37.如申请专利范围第36项之曝光方法,其中,前述空气轴承系真空预压型空气轴承。38.如申请专利范围第32项之曝光方法,其中,前述光罩平台与前述基板平台系以对应于前述投影光学系统之倍率的速度比同步移动。39.如申请专利范围第38项之曝光方法,于前述光罩平台与基板平台同步移动中,系包含调整前述速度比的操作。40.如申请专利范围第29或30项之曝光方法,其中,前述光罩平台系使得前述光罩移动于既定面上,前述基板平台系使得前述基板移动于相对该既定面为大致垂直的面上。41.如申请专利范围第32项之曝光方法,其中,前述光罩平台系使得前述光罩移动于与前述投影光学系统之光轴为垂直的平面上,前述基板平台系使得前述基板移动于与该平面大致相同的平面内。42.如申请专利范围第35项之曝光方法,其中,系使用设于前述基座构件与前述光罩平台之间的第2驱动构件而藉由电磁作用以驱动该光罩平台。43.如申请专利范围第35或42项之曝光方法,其中,系使用设于前述基座构件与前述基板平台之间的第2驱动构件而藉由电磁作用以驱动该基板平台。44.如申请专利范围第30或31项之曝光方法,其中,前述驱动构件系藉由电磁作用来驱动平台。45.如申请专利范围第44项之曝光方法,其中,前述驱动构件系包含线性马达。46.如申请专利范围第32项之曝光方法,其中,前述投影光学系统系包含复数之透过光学元件、分束器、反射光学元件,以使得前述光罩图案以既定的缩小倍率投影于前述基板上。47.如申请专利范围第46项之曝光方法,系藉由使用前述分束器以检测于前述光罩上形成之对准标记与于前述基板上形成之对准标记之两者。48.一种微元件之制造方法,系包含:使用申请专利范围第29项或30项之曝光方法来以前述光罩的图案对前述基板进行曝光。49.一种曝光方法,系以光罩上形成之图案对基板进行曝光;系包含:使得前述光罩于既定面上移动;使得前述基板移动于相对前述既定面为大致垂直的面上。50.如申请专利范围第49项之曝光方法,其中,前述图案系经由具既定倍率之投影光学系统投影于前述基板上。51.如申请专利范围第50项之曝光方法,其中,前述投影光学系统系使得前述图案的倒立像投影于前述基板上。52.如申请专利范围第50项之曝光方法,其中,前述基板系藉由基板平台所移动,前述光罩系藉由光罩平台所移动,该光罩平台具有(前述基板平台之质量前述既定之倍率)的质量。53.如申请专利范围第50或52项之曝光方法,其中,前述光罩与前述基板系以对应于前述既定倍率之速度比同步移动。54.如申请专利范围第49项之曝光方法,其中,前述光罩在前述既定面上系移动于既定方向上,前述基板系与前述光罩之移动同步,而在与前述既定面为垂直的面上移动于与前述既定方向为相反方向上。55.如申请专利范围第55项之曝光方法,其中,前述光罩平台与前述基板平台系于基座构件上被支撑成浮动状态。56.如申请专利范围第50项之曝光方法,其中,前述投影光学系统系包含复数之透过光学元件、分束器、反射光学元件,使得前述光罩之图案以既定的缩小倍率投影于前述基板上。57.如申请专利范围第56项之曝光方法,系藉由使用前述分束器以检测于前述光罩上形成之对准标记与于前述基板上形成之对准标记之两者。58.如申请专利范围第52项之曝光方法,系藉由致动设于前述光罩平台与前述基板平台间之电磁式运动构件来使前述光罩与前述基板同步移动。59.一种微元件之制造方法,系包含:使用申请专利范围第49-52项以及54-58项中任一项之曝光方法,以前述光罩上形成的图案对前述基板进行曝光。60.一种曝光方法,系将于光罩上形成之图案以具既定之投影倍率之投影光学系统投影于基板上来对基板进行曝光;其中,系包含:使得配置于前述投影光学系统之一侧的光罩于既定的方向移动;使得相对于前述投影光学系统配置于与前述一侧为同侧之基板,与该光罩之移动同步移动于与前述既定方向为相反方向。61.如申请专利范围第60项之曝光方法,其中,前述投影光学系统系使得前述图案之倒立像投影于前述基板上。62.如申请专利范围第60项之曝光方法,其中,前述基板系藉由基板平台所移动,前述光罩系藉由光罩平台所移动,该光罩平台具有(基板平台之质量前述既定之倍率倍)的质量。63.如申请专利范围第62项之曝光方法,其中,前述光罩平台与前述基板平台系于基座构件上被支撑成浮动状态。64.如申请专利范围第62项之曝光方法,系藉由致动设于前述光罩平台与前述基板平台间之电磁式运动构件使得前述光罩与前述基板同步移动。65.如申请专利范围第60项之曝光方法,系藉由照明光照明前述光罩,并使得通过该光罩之光经由前述投影光学系统引导至前述基板上,以将前述图案投影于前述基板上。66.如申请专利范围第65项之曝光方法,其中,前述光罩系载置于被支撑在基座构件上之光罩平台,前述照明光自相对于前述基座构件为与前述光罩平台之相反侧照明前述光罩。67.如申请专利范围第60项之曝光方法,其中,前述光罩平台与前述基板平台系以对应于前述既定倍率的速度比同步移动。68.一种微元件之制造方法,系包含:使用申请专利范围第60-67项中任一项之曝光方法,以前述光罩上形成的图案对前述基板进行曝光。69.一种曝光方法,系以形成于光罩上之图案对基板进行曝光;其中,系包含:使得前述光罩移动于既定面上;使得前述基板移动于与前述既定面为大致同一面上。70.如申请专利范围第69项之曝光方法,其中,前述图案系经由既定倍率之投影光学系统曝光于基板上。71.如申请专利范围第70项之曝光方法,其中,前述投影光学系统系使得前述图案的倒立像投影于前述基板上。72.如申请专利范围第70项之曝光方法,其中,前述基板系藉由基板平台所移动,前述光罩系藉由光罩平台所移动,该光罩平台具有(前述基板平台之质量前述既定之倍率倍)的质量。73.如申请专利范围第72项之曝光方法,其中,前述一侧之平台系跨设于另一侧之平台上。74.如申请专利范围第70项之曝光方法,其中,前述光罩与前述基板系以对应于前述既定倍率的速度比同步移动。75.如申请专利范围第72项之曝光方法,其中,前述光罩平台与前述基板平台系于基座构件上浮动的状态下受到支撑。76.如申请专利范围第72项之曝光方法,系藉由致动设于前述光罩平台与前述基板平台间之电磁式运动构件使得前述光罩与前述基板同步移动。77.如申请专利范围第69项之曝光方法,其中,前述光罩系载置于支撑在基座构件上之光罩平台上,前述光罩系相对于前述基座构件自与前述光罩平台之相反侧受到照明。78.一种微元件之制造方法,系使用申请专利范围第69-77项中任一项之曝光方法,以将前述光罩的图案曝光于前述基板上。79.一种曝光装置,系以光罩之图案对基板进行曝光,其中,系包含:一光罩平台,其载置于光罩上;一基板平台,其载置于基板上;一驱动系统,其使得前述光罩平台与基板平台之一移动于既定之方向上,为减低伴随该平台的移动所产生的力,乃使得另一平台于与该平台同步移动时移动于与该既定方向为相反的方向上。80.一种曝光装置,系以光罩之图案对基板进行曝光;其中,系包含:一光罩平台,其载置于光罩上;一基板平台,其载置于基板上;一驱动构件,其配置于前述光罩平台与前述基板平台之间,系使得一平台移动于既定方向上,并使得另一平台与该平台移动同步般移动于与该既定方向为相反方向上。81.如申请专利范围第79项之曝光装置,其中,前述驱动系统系包含设于前述两平台间之驱动构件,藉由驱动该驱动构件,使得前述一平台移动于既定方向上,并使得前述另一平台与该平台移动同步般移动于与该既定方向为相反方向上。82.如申请专利范围第79或80项之曝光装置,系再包含一投影光学系统,其设于前述光罩平台与前述基板平台之间,系使得前述图案以既定倍率投影于前述基板上。83.如申请专利范围第82项之曝光装置,其中,前述光罩平台系具有(前述基板平台之质量前述既定倍率)的质量。84.如申请专利范围第79或80项之曝光装置,系再包含:设置一基座构件以支撑前述光罩平台与前述基板平台;于前述光罩平台以及前述基座平台之间、以及于前述基板平台与前述基座构件之间,分别设置浮动支撑构件使得光罩平台以及基座平台分别在该基座构件上于浮动的状态下受到支撑。85.如申请专利范围第82项之曝光装置,其中,前述光罩平台与前述基板平台系以对应于前述既定倍率的速度比同步移动。86.如申请专利范围第85项之曝光装置,系再包含一调整装置,其与前述光罩平台及基板平台之至少一方电联接着,用以调整前述光罩平台及基板平台于同步移动时之速度比。87.如申请专利范围第81项之曝光装置,其中,前述驱动构件系线性马达。88.如申请专利范围第82项之曝光装置,其中,前述投影光学系统系包含复数之透过光学元件、分束器、反射光学元件。89.如申请专利范围第88项之曝光装置,系再包含一对准系统,其经由前述分割器检测出于前述光罩上形成之对准标记与于前述基板上形成之对准标记。90.一种微元件,系经利用如申请专利范围第79或80项之曝光装置将前述光罩上之图案复制至前述基板上所制造者。91.一种曝光装置,系以形成于光罩上之图案对基板进行曝光;其中,系包含:一光罩平台,系使得前述光罩移动于既定面上;一基板平台,系使得前述基板移动于相对前述既定面为大致垂直的面上。92.如申请专利范围第91项之曝光装置,系再包含一投影光学系统,其设于前述光罩平台与前述基板平台之间,系使得该图案以既定倍率投影于前述基板上。93.如申请专利范围第92项之曝光装置,其中,前述投影光学系统系使得前述光罩上之图案的倒立像投影于前述基板上。94.如申请专利范围第92项之曝光装置,其中,前述光罩平台系具有(前述基板平台之质量前述既定倍率)的质量。95.如申请专利范围第92或94项之曝光装置,其中,前述光罩与前述基板系以对应于前述既定倍率的速度比同步移动。96.如申请专利范围第91项之曝光装置,其中,前述光罩于前述既定面内移动于既定方向上,前述基板与前述光罩之移动同步,在前述垂直之面内移动与前述既定方向为相反方向上。97.一种微元件,系经利用申请专利范围第91-94以及96项中任一项之曝光装置将前述光罩上之图案复制至前述基板上所制造者。98.一种曝光装置,系以光罩之图案对基板进行曝光;其中,系包含:一投影光学系统,其具有既定之投影倍率;一光罩平台,其用以载置前述光罩,系配置在相对于前述投影光学系统之一侧;一基板平台,其用以载置前述基板,系配置在相对于前述投影光学系统之配置有前述光罩平台之前述一侧。99.如申请专利范围第98项之曝光装置,其中,前述投影光学系统系使得前述光罩上图案的倒立像投影于前述基板上。100.如申请专利范围第98项之曝光装置,其中,前述光罩平台系具有(前述基板平台之质量前述既定投影倍率)的质量。101.如申请专利范围第98项之曝光装置之制造方法,系再设置一照明光源以产生对前述光罩进行照明的照明光,前述照明光透过该光罩之后,乃经由前述投影光学系统被引导至前述基板上,以使得前述图案投影至前述基板上来进行基板的曝光。102.如申请专利范围第101项之曝光装置,系再包含一基座构件以支撑前述光罩平台;前述照明光源系配置在相对于前述基座构件为与前述光罩平台之相反侧。103.如申请专利范围第98项之曝光装置,其中,前述光罩平台与前述基板平台系以对应于前述既定投影倍率的速度比同步移动。104.一种微元件,系经利用申请专利范围第98-103项中任一项之曝光装置将前述光罩上的图案复制至前述基板上所制造者。105.一种曝光装置,系以形成于光罩上之图案对基板进行曝光;其中,系包含:一光罩平台,系使得前述光罩移动于既定面上;一基板平台,系使得前述基板移动于前述既定面大致同一面上。106.如申请专利范围第105项之曝光装置,系再包含一投影光学系统,就光学上来看其设于前述光罩与前述基板之间,系使得前述图案以既定倍率投影于前述基板上。107.如申请专利范围第106项之曝光装置,其中,前述投影光学系统系使得前述光罩上之图案的倒立像投影于前述基板上。108.如申请专利范围第106项之曝光装置,其中,前述光罩平台系具有(前述基板平台之质量前述既定倍率)的质量。109.如申请专利范围第108项之曝光装置,其中,前述光罩平台系跨设于前述基板平台上。110.如申请专利范围第106项之曝光装置,其中,前述光罩平台与前述基板平台系以对应于前述既定倍率的速度比同步移动。111.一种微元件,系经利用申请专利范围第106-110项中任一项之曝光装置将前述光罩上的图案复制至前述基板上所制造者。图式简单说明:第一图系显示本发明的构成原理的图。第二图系显示第1实施例的曝光装置的概略构成图。第三图系第一图的装置的概略平面图。第四图系第一图的装置的控制系统的构成的区块(block)图。第五图系显示第2实施例的装置的控制系统的构成的区块图。第六图A系本发明的曝光装置的变形例的概略正面图。第六图B系第六图A所示的曝光装置的变形例的右侧面图。
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