JP2001035784A - 第１部材と第２部材との間の位置合わせを検出する装置およびその決定方法並びにリソグラフィ装置 - Google Patents
第１部材と第２部材との間の位置合わせを検出する装置およびその決定方法並びにリソグラフィ装置Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズとステージとのアライメントで生じる
不正確さを実質的に減少させる。 【解決手段】 一つあるいは二つ以上の干渉計３４、３
５、複数の鏡５２、５６および制御装置を用いて、回路
基板とレンズ筒３２の光学軸との位置合わせを行う。レ
ンズ筒３２はパターンをマスク３６から回路基板上に投
影する。レンズ筒３２の光学軸は回路基板に対して垂直
となっている。レンズ筒３２と回路基板との正確な位置
合わせを確実にするため、一つあるいは二つ以上の干渉
計３４、３５は、それぞれの通路を有する複数のビー
ム、すなわち光学軸の移動に応じて変化する複数のビー
ム長さを使用する。干渉計ビームの検出された変化に応
じて、制御装置は回路基板がレンズ筒３２の光学軸と位
置合わせされるようにステージ３８の位置を調整する。
不正確さを実質的に減少させる。 【解決手段】 一つあるいは二つ以上の干渉計３４、３
５、複数の鏡５２、５６および制御装置を用いて、回路
基板とレンズ筒３２の光学軸との位置合わせを行う。レ
ンズ筒３２はパターンをマスク３６から回路基板上に投
影する。レンズ筒３２の光学軸は回路基板に対して垂直
となっている。レンズ筒３２と回路基板との正確な位置
合わせを確実にするため、一つあるいは二つ以上の干渉
計３４、３５は、それぞれの通路を有する複数のビー
ム、すなわち光学軸の移動に応じて変化する複数のビー
ム長さを使用する。干渉計ビームの検出された変化に応
じて、制御装置は回路基板がレンズ筒３２の光学軸と位
置合わせされるようにステージ３８の位置を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は一般に、半導体ウ
エハのような基板（回路基板）上にパターン像を転写す
る投影露光システムに関するものである。より詳しく
は、本発明は投影光学系と回路基板との位置合わせ（ア
ライメント）においてより高められた精度を有する投影
露光装置およびその方法に関するものである。
エハのような基板（回路基板）上にパターン像を転写す
る投影露光システムに関するものである。より詳しく
は、本発明は投影光学系と回路基板との位置合わせ（ア
ライメント）においてより高められた精度を有する投影
露光装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造では、回路基板上に極めて精
密な回路を作り出すため、光学系と回路基板との厳密な
アライメントが要求される。図１は従来の投影露光装置
１０を示す。この投影露光装置は、光源１２と、ステー
ジ１４と、レンズ筒１６と、マスク１８と、干渉計２０
とを備えている。光源１２がマスク１８を照らすことに
より、マスクからのパターンがレンズ筒１６を介して投
影される。レンズ筒１６はステージ１４上の感光性基板
上にパターンを投影する。レンズ筒１６の光学軸をレン
ズ筒１６の中央に引いた一点鎖線で示している。
密な回路を作り出すため、光学系と回路基板との厳密な
アライメントが要求される。図１は従来の投影露光装置
１０を示す。この投影露光装置は、光源１２と、ステー
ジ１４と、レンズ筒１６と、マスク１８と、干渉計２０
とを備えている。光源１２がマスク１８を照らすことに
より、マスクからのパターンがレンズ筒１６を介して投
影される。レンズ筒１６はステージ１４上の感光性基板
上にパターンを投影する。レンズ筒１６の光学軸をレン
ズ筒１６の中央に引いた一点鎖線で示している。
【０００３】回路基板上へのパターンの露光では、回路
基板とレンズ筒１６との間で狂いのないアライメントを
行うためにステージ１４を移動させることが要求され
る。レンズ筒１６の光学軸は、ステージ１４に対してパ
ターン像の投影を乱すことなく直接測定できない。した
がって、従来のシステムでは、干渉計２０がレンズ筒１
６の側面１２４に設けられた鏡に第１光ビーム２１を投
影するとともにステージ１４の対応する側面２６に第２
光ビーム２２を投影することによってそれらの位置関係
を検出している。各ビームは、ビームスプリッターを介
して制御装置に反射されている。そして、ビームがビー
ムスプリッタを介して再入射することで、これらはお互
いに干渉する。この干渉情報を使って、制御装置は光学
軸とステージ１４上に置かれた回路基板とのアライメン
トを決定している。このアライメントの決定に応じて、
ステージ１４の位置がレンズ筒１６に対して調整され、
ステージ１４上の回路基板とレンズ筒１６との位置合わ
せが行われている。
基板とレンズ筒１６との間で狂いのないアライメントを
行うためにステージ１４を移動させることが要求され
る。レンズ筒１６の光学軸は、ステージ１４に対してパ
ターン像の投影を乱すことなく直接測定できない。した
がって、従来のシステムでは、干渉計２０がレンズ筒１
６の側面１２４に設けられた鏡に第１光ビーム２１を投
影するとともにステージ１４の対応する側面２６に第２
光ビーム２２を投影することによってそれらの位置関係
を検出している。各ビームは、ビームスプリッターを介
して制御装置に反射されている。そして、ビームがビー
ムスプリッタを介して再入射することで、これらはお互
いに干渉する。この干渉情報を使って、制御装置は光学
軸とステージ１４上に置かれた回路基板とのアライメン
トを決定している。このアライメントの決定に応じて、
ステージ１４の位置がレンズ筒１６に対して調整され、
ステージ１４上の回路基板とレンズ筒１６との位置合わ
せが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビーム
２１の管理では、熱膨張および変位に対するレンズ筒１
６の感度のためにアライメントに対して正確な情報を与
えることができない。図２に示すように、空気温度の変
動がレンズ筒１６の膨張を引き起こす。ここで、両側面
の膨張（あるいは収縮）が均一であれば光学軸は変位し
ないことに留意されたい。図３はレンズ筒１６の移動を
示している。レンズ筒１６の移動は、図２に示すように
光学軸が移動しなかった場合と同様、ビーム２１から図
２で与えられた読みと同じ読みを生じることになる。し
たがって、図２における干渉計の読みに基いたステージ
１４の調整は、ステージ１４とレンズ筒１６との不正確
なアライメントを生じさせる。それゆえに、ステージ１
４に対して露光するときにレンズ筒１６を介して投影さ
れたパターン像に誤差が生じてしまう。より詳しくは、
従来のアライメント方法は、レンズ筒１６の一側面のみ
を使用していたので、アライメント問題の全てが正確に
検出されていない。よって、レンズ筒１６に対するステ
ージ１４の調整がしばしば不正確なものとなり、その結
果ステージ１４上に置かれた回路基板上へのパターン像
の投影に誤差を生じさせてしまうのである。
２１の管理では、熱膨張および変位に対するレンズ筒１
６の感度のためにアライメントに対して正確な情報を与
えることができない。図２に示すように、空気温度の変
動がレンズ筒１６の膨張を引き起こす。ここで、両側面
の膨張（あるいは収縮）が均一であれば光学軸は変位し
ないことに留意されたい。図３はレンズ筒１６の移動を
示している。レンズ筒１６の移動は、図２に示すように
光学軸が移動しなかった場合と同様、ビーム２１から図
２で与えられた読みと同じ読みを生じることになる。し
たがって、図２における干渉計の読みに基いたステージ
１４の調整は、ステージ１４とレンズ筒１６との不正確
なアライメントを生じさせる。それゆえに、ステージ１
４に対して露光するときにレンズ筒１６を介して投影さ
れたパターン像に誤差が生じてしまう。より詳しくは、
従来のアライメント方法は、レンズ筒１６の一側面のみ
を使用していたので、アライメント問題の全てが正確に
検出されていない。よって、レンズ筒１６に対するステ
ージ１４の調整がしばしば不正確なものとなり、その結
果ステージ１４上に置かれた回路基板上へのパターン像
の投影に誤差を生じさせてしまうのである。
【０００５】さらに、レンズ筒１６は、投影露光装置内
の振動に対して敏感なものとなっている。通常、ステー
ジ１４を調整すると投影露光装置全体に振動が発生す
る。この振動が図３に示すようなレンズ筒１６の変動を
引き起こすのである。この変動のため、レンズ筒１６の
精密なアライメントが従来の調整方法ではもはや達成で
きない。したがって、レンズ筒１６に対するステージ１
４の調整がしばしば不正確なものとなって、ステージ１
４上に置かれた回路基板上へのパターン像の投影に誤差
を生じさせてしまう。
の振動に対して敏感なものとなっている。通常、ステー
ジ１４を調整すると投影露光装置全体に振動が発生す
る。この振動が図３に示すようなレンズ筒１６の変動を
引き起こすのである。この変動のため、レンズ筒１６の
精密なアライメントが従来の調整方法ではもはや達成で
きない。したがって、レンズ筒１６に対するステージ１
４の調整がしばしば不正確なものとなって、ステージ１
４上に置かれた回路基板上へのパターン像の投影に誤差
を生じさせてしまう。
【０００６】従来の調整方法のこれら不正確さは、ある
半導体製造の設計制約下で要求された正確さの水準にお
いて許容できるものであるが、最近の半導体製造方法で
要求される正確さは、これら不正確さの減少あるいは排
除を要求している。そのような正確さを達成するため
に、レンズ筒１６内での熱的変形・変位・振動によって
生じる誤差が実質的に除去されなければならない。
半導体製造の設計制約下で要求された正確さの水準にお
いて許容できるものであるが、最近の半導体製造方法で
要求される正確さは、これら不正確さの減少あるいは排
除を要求している。そのような正確さを達成するため
に、レンズ筒１６内での熱的変形・変位・振動によって
生じる誤差が実質的に除去されなければならない。
【０００７】したがって、レンズとステージとのアライ
メントで生じる不正確さを実質的に減少させることので
きる投影露光装置およびその方法が必要である。
メントで生じる不正確さを実質的に減少させることので
きる投影露光装置およびその方法が必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の有利な点および
目的は、以下の説明にある程度述べるとともに、その部
分については、その説明から明らかである。すなわち、
その点については本発明の実施形態によって理解でき
る。本発明の有利な点および目的は、特に特許請求の範
囲に記載した部材およびその組み合わせによって理解さ
れるとともに実現される。
目的は、以下の説明にある程度述べるとともに、その部
分については、その説明から明らかである。すなわち、
その点については本発明の実施形態によって理解でき
る。本発明の有利な点および目的は、特に特許請求の範
囲に記載した部材およびその組み合わせによって理解さ
れるとともに実現される。
【０００９】この明細書中に例示するとともに大まかに
記述したように、本発明の目的に従いかつ有利な点を達
成するため、本発明の投影露光装置は投影光学系と、一
つあるいは二つ以上の干渉計と、制御装置とを備えてい
る。レンズ筒と回路基板との位置合わせを行うため、一
つあるいは二つ以上の干渉計は、レンズ筒の第１側面お
よび第２側面のそれぞれに通じる各通路を有する複数の
ビームを通過させている。従って、光学軸の真の変動が
検出される。これらビームに応じて、制御装置はステー
ジの位置を調節し、ステージ上の回路基板がレンズ筒の
光学軸と正確に位置合わせされるようにしている。
記述したように、本発明の目的に従いかつ有利な点を達
成するため、本発明の投影露光装置は投影光学系と、一
つあるいは二つ以上の干渉計と、制御装置とを備えてい
る。レンズ筒と回路基板との位置合わせを行うため、一
つあるいは二つ以上の干渉計は、レンズ筒の第１側面お
よび第２側面のそれぞれに通じる各通路を有する複数の
ビームを通過させている。従って、光学軸の真の変動が
検出される。これらビームに応じて、制御装置はステー
ジの位置を調節し、ステージ上の回路基板がレンズ筒の
光学軸と正確に位置合わせされるようにしている。
【００１０】本発明のさらなる目的および有利な点は、
以下の説明にある程度述べるとともに、その部分につい
ては、その説明から明らかなものである。すなわち、そ
の点については本発明の実施形態によって理解できる。
本発明の目的および有利な点は、特に特許請求の範囲に
記載した部材およびその組み合わせによって理解されか
つ実現される。
以下の説明にある程度述べるとともに、その部分につい
ては、その説明から明らかなものである。すなわち、そ
の点については本発明の実施形態によって理解できる。
本発明の目的および有利な点は、特に特許請求の範囲に
記載した部材およびその組み合わせによって理解されか
つ実現される。
【００１１】すなわち、本発明は、実施の形態に対応付
けした以下の構成を採用している。本発明の装置は、第
１部材（３２、６８）と第２部材（３８）との間の位置
合わせを検出するための装置（３０）であって、第１部
材（３２、６８）の第１側面（３３）に隣接して設けら
れた第１反射面（５４）から反射された第１測定ビーム
と、第１部材（３２、６８）の第１側面（３３）とは異
なる第２側面（３９）に隣接して設けられた第２反射面
（５８、６６、８６）から反射された第２測定ビーム
と、を検出するための手段である第１検出器（２４）
と、第１反射面（５４）から反射された第３測定ビーム
と、第２部材（３８）の第１側面（３７）に隣接して設
けられた第３反射面（５０）から反射された第４測定ビ
ームと、を検出するための手段である第２検出器（２
５）と、第１測定ビームから第４測定ビームに基づいて
第１部材（３２，６８）と第２部材（３８）との間の位
置合わせを決定するための手段である決定器と、を具備
していることを特徴としている。
けした以下の構成を採用している。本発明の装置は、第
１部材（３２、６８）と第２部材（３８）との間の位置
合わせを検出するための装置（３０）であって、第１部
材（３２、６８）の第１側面（３３）に隣接して設けら
れた第１反射面（５４）から反射された第１測定ビーム
と、第１部材（３２、６８）の第１側面（３３）とは異
なる第２側面（３９）に隣接して設けられた第２反射面
（５８、６６、８６）から反射された第２測定ビーム
と、を検出するための手段である第１検出器（２４）
と、第１反射面（５４）から反射された第３測定ビーム
と、第２部材（３８）の第１側面（３７）に隣接して設
けられた第３反射面（５０）から反射された第４測定ビ
ームと、を検出するための手段である第２検出器（２
５）と、第１測定ビームから第４測定ビームに基づいて
第１部材（３２，６８）と第２部材（３８）との間の位
置合わせを決定するための手段である決定器と、を具備
していることを特徴としている。
【００１２】また、本発明の方法は、第１部材（３２、
６８）と第２部材（３８）との間の位置合わせを決定す
る方法であって、第１部材（３２、６８）の第１側面
（３３）に隣接して設けられた第１反射面（５４）から
反射された第１測定ビームと、第１部材（３２、６８）
の第１側面（３３）と反対側に位置する第２側面（３
９）に隣接して設けられた第２反射面（５８、６６、８
６）から反射された第２測定ビームと、を検出する段階
と、第１反射面（５４）から反射された第３測定ビーム
と、第２部材（３８）の第１側面（３７）に隣接して設
けられた第３反射面（５０）から反射された第４測定ビ
ームと、を検出する段階と、第１測定ビームから第４ビ
ームの検出結果に基づいて第１部材（３２、６８）と第
２部材（３８）との間の位置合わせを決定する段階と、
を具備していることを特徴としている
６８）と第２部材（３８）との間の位置合わせを決定す
る方法であって、第１部材（３２、６８）の第１側面
（３３）に隣接して設けられた第１反射面（５４）から
反射された第１測定ビームと、第１部材（３２、６８）
の第１側面（３３）と反対側に位置する第２側面（３
９）に隣接して設けられた第２反射面（５８、６６、８
６）から反射された第２測定ビームと、を検出する段階
と、第１反射面（５４）から反射された第３測定ビーム
と、第２部材（３８）の第１側面（３７）に隣接して設
けられた第３反射面（５０）から反射された第４測定ビ
ームと、を検出する段階と、第１測定ビームから第４ビ
ームの検出結果に基づいて第１部材（３２、６８）と第
２部材（３８）との間の位置合わせを決定する段階と、
を具備していることを特徴としている
【００１３】前述した総括的な説明および以下詳細に述
べる説明の両方は、代表的かつ説明的なものであり、特
許請求の範囲に記載した本発明を限定するものではな
い。
べる説明の両方は、代表的かつ説明的なものであり、特
許請求の範囲に記載した本発明を限定するものではな
い。
【００１４】
【発明の実施の形態】添付した図面は本明細書に組み入
れられるとともに本明細書の一部を構成するものであ
り、かつ本発明の好ましい実施形態を示すものであっ
て、本発明の説明とともに本発明の本質を説明するのに
役立つものである。
れられるとともに本明細書の一部を構成するものであ
り、かつ本発明の好ましい実施形態を示すものであっ
て、本発明の説明とともに本発明の本質を説明するのに
役立つものである。
【００１５】内容は発明の実施形態に詳細に記載してお
り、その例を添付図面に示している。
り、その例を添付図面に示している。
【００１６】本発明によれば、マスクに形成されたパタ
ーン像を回路基板に垂直な光学軸に沿うレンズ筒を介し
て回路基板上に転写する投影露光装置および方法を備え
ている。回路基板と光学軸との正確なアライメントは、
レンズ筒の対向する面に対して少なくとも一つの光線を
通過させる一つあるいは二つ以上の干渉計を用いて正確
なアライメントを検出している本発明によって達成され
る。
ーン像を回路基板に垂直な光学軸に沿うレンズ筒を介し
て回路基板上に転写する投影露光装置および方法を備え
ている。回路基板と光学軸との正確なアライメントは、
レンズ筒の対向する面に対して少なくとも一つの光線を
通過させる一つあるいは二つ以上の干渉計を用いて正確
なアライメントを検出している本発明によって達成され
る。
【００１７】本発明の投影露光装置は、投影光学系と、
一つあるいは二つ以上の干渉計と、制御装置（決定器）
とを備えている。この一つあるいは二つ以上の干渉計
は、複数のビームが作り出されるように配置されてい
る。それぞれのビームはそれぞれの通路（光路）を有し
ており、この光路の長さはビームの光路に沿うレンズ筒
の寸法の変化に応じて変化する。これらビームは、ビー
ムを受け取りかつレンズ筒の寸法による変化を決定する
とともに、ステージ上に回路基板が位置決めされたステ
ージを調整する制御装置に反射され、それにより回路基
板の特定領域がレンズ筒の光学軸と位置合わせされるよ
うになっている。
一つあるいは二つ以上の干渉計と、制御装置（決定器）
とを備えている。この一つあるいは二つ以上の干渉計
は、複数のビームが作り出されるように配置されてい
る。それぞれのビームはそれぞれの通路（光路）を有し
ており、この光路の長さはビームの光路に沿うレンズ筒
の寸法の変化に応じて変化する。これらビームは、ビー
ムを受け取りかつレンズ筒の寸法による変化を決定する
とともに、ステージ上に回路基板が位置決めされたステ
ージを調整する制御装置に反射され、それにより回路基
板の特定領域がレンズ筒の光学軸と位置合わせされるよ
うになっている。
【００１８】図４は、本発明による投影露光装置３０の
一実施形態を示す側面図である。この投影露光装置３０
は、レンズ筒（第１部材）３２と、マスク３６と、ステ
ージ（第２部材）３８と、干渉計３４，３５とを備えて
いる。レンズ筒３２は、マスク３６からのパターン像を
ステージ３８上に置かれた回路基板上に投影するもので
ある。レンズ筒３２の中心に引かれた一点鎖線は光学軸
４０である。本発明は、レンズ筒３２の熱膨張・変位・
振動により生ぜしめられた狂いを正確に検出するととも
にそれに応じてステージ３８を調整することによって、
ステージ３８上の回路基板とレンズ筒３２との正確なア
ライメントを確実なものとしている。
一実施形態を示す側面図である。この投影露光装置３０
は、レンズ筒（第１部材）３２と、マスク３６と、ステ
ージ（第２部材）３８と、干渉計３４，３５とを備えて
いる。レンズ筒３２は、マスク３６からのパターン像を
ステージ３８上に置かれた回路基板上に投影するもので
ある。レンズ筒３２の中心に引かれた一点鎖線は光学軸
４０である。本発明は、レンズ筒３２の熱膨張・変位・
振動により生ぜしめられた狂いを正確に検出するととも
にそれに応じてステージ３８を調整することによって、
ステージ３８上の回路基板とレンズ筒３２との正確なア
ライメントを確実なものとしている。
【００１９】干渉計３４，３５はマウント４２上に設け
られている。ステージ３８はベース４４の他端側に設け
られている。一実施形態において、干渉計３４，３５は
それぞれ、別個の光源、好ましくはレーザービームを有
するとともに、各ビームスプリッター４６，４７にビー
ムを投影している。干渉計３４はレーザービーム（第２
原ビーム）４１をビームスプリッター（第２スプリッタ
ー）４６に投影するものである。ビームスプリッター４
６はビームを分けるとともにステージ３８の側面（第２
部材の第１側面）３７に隣接して配置された第一の反射
面（第３反射面）５０に第１ビーム（第４測定ビーム）
を、そして鏡５２に第２ビーム（第３測定ビーム）を投
影している。つぎに、鏡５２はレンズ筒３２の側面（第
１部材の第１側面）３３に隣接して配置された反射面５
４に向け第２ビームを偏向させている。
られている。ステージ３８はベース４４の他端側に設け
られている。一実施形態において、干渉計３４，３５は
それぞれ、別個の光源、好ましくはレーザービームを有
するとともに、各ビームスプリッター４６，４７にビー
ムを投影している。干渉計３４はレーザービーム（第２
原ビーム）４１をビームスプリッター（第２スプリッタ
ー）４６に投影するものである。ビームスプリッター４
６はビームを分けるとともにステージ３８の側面（第２
部材の第１側面）３７に隣接して配置された第一の反射
面（第３反射面）５０に第１ビーム（第４測定ビーム）
を、そして鏡５２に第２ビーム（第３測定ビーム）を投
影している。つぎに、鏡５２はレンズ筒３２の側面（第
１部材の第１側面）３３に隣接して配置された反射面５
４に向け第２ビームを偏向させている。
【００２０】干渉計３５はレーザービーム（第１原ビー
ム）４３をビームスプリッター（第１スプリッター）４
７に投影するものである。ビームスプリッター４７はビ
ームを分けるとともにレンズ筒３２の側面３３に隣接し
て配置された第二の反射面（第１反射面）５４に第１ビ
ーム（第１測定ビーム）を、そして鏡５６に第２ビーム
（第２測定ビーム）を投影している。鏡５６はレンズ筒
３２の側面（第２側面）３９に隣接して配置された第三
の反射面（第２反射面）５８に向け第２ビームを偏向さ
せている。レンズ筒３２は、第２ビームがレンズ筒３２
を介して第三の反射面５８に進むことができるトンネル
（通路）６０を備えている。このトンネル６０は実質的
に像平面と平行に設けられている。一実施形態におい
て、レンズ筒３２は複数のレンズを備えているととも
に、トンネル６０は隣接するこれらレンズ間のスペース
に配置されている。
ム）４３をビームスプリッター（第１スプリッター）４
７に投影するものである。ビームスプリッター４７はビ
ームを分けるとともにレンズ筒３２の側面３３に隣接し
て配置された第二の反射面（第１反射面）５４に第１ビ
ーム（第１測定ビーム）を、そして鏡５６に第２ビーム
（第２測定ビーム）を投影している。鏡５６はレンズ筒
３２の側面（第２側面）３９に隣接して配置された第三
の反射面（第２反射面）５８に向け第２ビームを偏向さ
せている。レンズ筒３２は、第２ビームがレンズ筒３２
を介して第三の反射面５８に進むことができるトンネル
（通路）６０を備えている。このトンネル６０は実質的
に像平面と平行に設けられている。一実施形態におい
て、レンズ筒３２は複数のレンズを備えているととも
に、トンネル６０は隣接するこれらレンズ間のスペース
に配置されている。
【００２１】ビームスプリッター４７によって作り出さ
れた２つのビームは、第二の反射面５４および第三の反
射面５８で反射されるとともに、検出器（第１検出器）
２４によって検出される。検出器２４は、２つのビーム
の干渉によってビーム長の変化を決定するものである。
同様に、検出器（第２検出器）２５は、ビームスプリッ
ター４６によって作り出された２つのビームのビーム長
の変化を決定するものである。検出器２４，２５によっ
て検出されたビーム長の変化に基づいて、制御装置（図
示せず）はステージ３８上の回路基板とレンズ筒３２と
の位置合わせを行うためにステージ３８を移動させてい
る。ステージ３８の移動は当該技術分野において公知の
ものであり、ここでは詳細に説明しない。
れた２つのビームは、第二の反射面５４および第三の反
射面５８で反射されるとともに、検出器（第１検出器）
２４によって検出される。検出器２４は、２つのビーム
の干渉によってビーム長の変化を決定するものである。
同様に、検出器（第２検出器）２５は、ビームスプリッ
ター４６によって作り出された２つのビームのビーム長
の変化を決定するものである。検出器２４，２５によっ
て検出されたビーム長の変化に基づいて、制御装置（図
示せず）はステージ３８上の回路基板とレンズ筒３２と
の位置合わせを行うためにステージ３８を移動させてい
る。ステージ３８の移動は当該技術分野において公知の
ものであり、ここでは詳細に説明しない。
【００２２】干渉計３４，３５からのビームは、光学軸
４０に垂直な方向におけるレンズ筒３２の各側面の変位
の計測、および光学軸４０に垂直な方向におけるステー
ジ３８に対するレンズ筒３２のアライメントの決定を可
能としている。干渉計３５の出力から、光学軸４０の移
動が高い精度で得ることができる。なぜならば、光学軸
４０に垂直な方向におけるレンズ筒３２の寸法の変化が
検出できるとともに必要な場合には補償することができ
るからである。
４０に垂直な方向におけるレンズ筒３２の各側面の変位
の計測、および光学軸４０に垂直な方向におけるステー
ジ３８に対するレンズ筒３２のアライメントの決定を可
能としている。干渉計３５の出力から、光学軸４０の移
動が高い精度で得ることができる。なぜならば、光学軸
４０に垂直な方向におけるレンズ筒３２の寸法の変化が
検出できるとともに必要な場合には補償することができ
るからである。
【００２３】干渉計３４，３５と、第一の反射面５０
と、第二の反射面５４および第三の反射面５８の類似し
た構成は、図４で検知された変動に垂直な方向における
レンズ筒３２の同様な変動を決定するのにも用いること
ができる。それは図４における部材の構成が左右方向に
おいてレンズ筒３２の変動を検出しているのに対して、
さらなる部材が左右方向に垂直な方向におけるレンズ筒
３２の変動を検出するのに使用されている。
と、第二の反射面５４および第三の反射面５８の類似し
た構成は、図４で検知された変動に垂直な方向における
レンズ筒３２の同様な変動を決定するのにも用いること
ができる。それは図４における部材の構成が左右方向に
おいてレンズ筒３２の変動を検出しているのに対して、
さらなる部材が左右方向に垂直な方向におけるレンズ筒
３２の変動を検出するのに使用されている。
【００２４】図５および図６は、ビームがレンズ筒３２
を通過するのではなくレンズ筒の周囲を進むように配置
された反射面を有する実施形態を示している。干渉計３
４の出力は、ステージの対応する側の位置および投影光
学系の位置を互いについて高精度で与えている。
を通過するのではなくレンズ筒の周囲を進むように配置
された反射面を有する実施形態を示している。干渉計３
４の出力は、ステージの対応する側の位置および投影光
学系の位置を互いについて高精度で与えている。
【００２５】干渉計３４，３５からの情報を使用して、
光学軸４０とステージ３８上の回路基板とが正確に位置
合わせされるようにステージ３８が調整される。ひとた
び調整されれば、投影露出装置３０はマスク３６上のパ
ターンをステージ３８の回路基板上に正確に転写するこ
とができる。したがって、ステージ３８上の回路基板の
特定領域に対する光学軸４０のアライメントが、回路基
板の露光精度を高めている。
光学軸４０とステージ３８上の回路基板とが正確に位置
合わせされるようにステージ３８が調整される。ひとた
び調整されれば、投影露出装置３０はマスク３６上のパ
ターンをステージ３８の回路基板上に正確に転写するこ
とができる。したがって、ステージ３８上の回路基板の
特定領域に対する光学軸４０のアライメントが、回路基
板の露光精度を高めている。
【００２６】図５は本発明による投影露光装置の一変形
実施を示している。図５の投影露光装置は、図４の露光
装置と同様のものである。図４の投影露光装置３０と対
照をなして、レンズ筒（第１部材）６８にはトンネルが
設けられておらず、そのためビームが図４のものと異な
る経路で送られている。一本のビームがレンズ筒６８の
側面３９に投影されるように干渉計３５が配置されてい
る。このことを達成するため、干渉計３５がレーザービ
ーム４３をビームスプリッター４７に投影している。ビ
ームスプリッター４７はビームを分けるとともに第１ビ
ームをレンズ筒６８の側面３３に隣接して配置された第
二の反射面５４に投影しかつ第２ビームを鏡５６に投影
している。鏡５６は第２ビームをレンズ筒６８の側面３
３に隣接して配置された鏡（第４反射面）６２に向け偏
向させるものである。鏡６２はビームをレンズ筒６８の
側面３３の角部近傍に配置された鏡（第５反射面）６４
に向け偏向させるものである。最終的に、鏡６４は第２
ビームをレンズ筒６８の側面３９に隣接して配置された
第三の反射面（第２反射面）６６に投影させる。したが
って、干渉計３５は光学軸４０に垂直な方向におけるレ
ンズ筒６８の寸法の測定値を与えている。干渉計３５の
出力は、高精度でレンズ筒６８の光学軸４０の位置を与
えている。また、干渉計３４の出力は、レンズ筒６８に
対するステージ３８の位置を与えている。これらの測定
値を使用して、ステージ３８の位置を正確に調整するこ
とができ、したがってその結果、光学軸４０とステージ
３８上の回路基板との正確なアライメントを得ることが
できるのである。
実施を示している。図５の投影露光装置は、図４の露光
装置と同様のものである。図４の投影露光装置３０と対
照をなして、レンズ筒（第１部材）６８にはトンネルが
設けられておらず、そのためビームが図４のものと異な
る経路で送られている。一本のビームがレンズ筒６８の
側面３９に投影されるように干渉計３５が配置されてい
る。このことを達成するため、干渉計３５がレーザービ
ーム４３をビームスプリッター４７に投影している。ビ
ームスプリッター４７はビームを分けるとともに第１ビ
ームをレンズ筒６８の側面３３に隣接して配置された第
二の反射面５４に投影しかつ第２ビームを鏡５６に投影
している。鏡５６は第２ビームをレンズ筒６８の側面３
３に隣接して配置された鏡（第４反射面）６２に向け偏
向させるものである。鏡６２はビームをレンズ筒６８の
側面３３の角部近傍に配置された鏡（第５反射面）６４
に向け偏向させるものである。最終的に、鏡６４は第２
ビームをレンズ筒６８の側面３９に隣接して配置された
第三の反射面（第２反射面）６６に投影させる。したが
って、干渉計３５は光学軸４０に垂直な方向におけるレ
ンズ筒６８の寸法の測定値を与えている。干渉計３５の
出力は、高精度でレンズ筒６８の光学軸４０の位置を与
えている。また、干渉計３４の出力は、レンズ筒６８に
対するステージ３８の位置を与えている。これらの測定
値を使用して、ステージ３８の位置を正確に調整するこ
とができ、したがってその結果、光学軸４０とステージ
３８上の回路基板との正確なアライメントを得ることが
できるのである。
【００２７】図５はレンズ筒６８の頂部にわたって横切
るビームを示しているが、干渉計３５および鏡６２，６
４，６６はビームが投影光学系６８の底部の周りを横切
るように配置することもできる。さらに図４同様、図５
に示す部材によって測定された変動に垂直な方向におけ
る変動を測定する別の干渉計および鏡の組を設けること
もできる。
るビームを示しているが、干渉計３５および鏡６２，６
４，６６はビームが投影光学系６８の底部の周りを横切
るように配置することもできる。さらに図４同様、図５
に示す部材によって測定された変動に垂直な方向におけ
る変動を測定する別の干渉計および鏡の組を設けること
もできる。
【００２８】図６は、本発明の投影露光装置の他の実施
形態を示している。この実施形態では、たった一つの干
渉計７０が光学軸４０に垂直な方向におけるレンズ筒３
２の寸法、および光学軸４０に垂直な方向におけるステ
ージ３８に対するレンズ筒３２のアライメントを測定す
るのに使用されている。干渉計７０はマウント７２上に
設けられている。マウント７２およびステージ３８はベ
ース４４上に設けられている。
形態を示している。この実施形態では、たった一つの干
渉計７０が光学軸４０に垂直な方向におけるレンズ筒３
２の寸法、および光学軸４０に垂直な方向におけるステ
ージ３８に対するレンズ筒３２のアライメントを測定す
るのに使用されている。干渉計７０はマウント７２上に
設けられている。マウント７２およびステージ３８はベ
ース４４上に設けられている。
【００２９】干渉計７０はレーザービーム（原ビーム）
７１を第一のビームスプリッター（第１ビームスプリッ
ター）７６に投影するものである。ビームスプリッター
７６はビームを（第１初期ビームおよび第２初期ビーム
に）分けるとともに第１ビーム（第２初期ビーム）を第
二のビームスプリッター（第３ビームスプリッター）７
８に投影しかつ第２ビーム（第１初期ビーム）を第三の
ビームスプリッター（第２ビームスプリッター）８０に
投影している。第二のビームスプリッター７８は第１ビ
ームを（第３測定ビームおよび第４測定ビームに）分け
るとともにビーム（第４測定ビーム）をステージ３８の
側面３７に隣接して配置された第一の反射面５０に投影
し、かつビーム（第３測定ビーム）をマウント７２上に
設けられた鏡８４に投影するものである。鏡８４は、ビ
ームをレンズ筒３２の側面３３に隣接して配置された第
二の反射面５４に向け偏向させている。第三のビームス
プリッター８０は、第２ビームを（第１測定ビームおよ
び第２測定ビームに）分けるとともに一方のビーム（第
２測定ビーム）をレンズ筒３２の側面３９に隣接して配
置された第三の反射面（第２反射面）８６に投影し、か
つ他方のビーム（第１測定ビーム）をマウント７２上に
配置された鏡１９０に投影するものである。ビームはレ
ンズ筒３２のレンズ８８を介して横切ることによって第
三の反射面８６に投影される。鏡１９０はビームをレン
ズ筒３２の側面３３に隣接して配置された第二の反射面
５４に向け偏向させるものである。この実施形態は、レ
ンズ筒３２の隣接するレンズ間にトンネルを設けるのに
十分なスペースがない場合に使用することができる。
７１を第一のビームスプリッター（第１ビームスプリッ
ター）７６に投影するものである。ビームスプリッター
７６はビームを（第１初期ビームおよび第２初期ビーム
に）分けるとともに第１ビーム（第２初期ビーム）を第
二のビームスプリッター（第３ビームスプリッター）７
８に投影しかつ第２ビーム（第１初期ビーム）を第三の
ビームスプリッター（第２ビームスプリッター）８０に
投影している。第二のビームスプリッター７８は第１ビ
ームを（第３測定ビームおよび第４測定ビームに）分け
るとともにビーム（第４測定ビーム）をステージ３８の
側面３７に隣接して配置された第一の反射面５０に投影
し、かつビーム（第３測定ビーム）をマウント７２上に
設けられた鏡８４に投影するものである。鏡８４は、ビ
ームをレンズ筒３２の側面３３に隣接して配置された第
二の反射面５４に向け偏向させている。第三のビームス
プリッター８０は、第２ビームを（第１測定ビームおよ
び第２測定ビームに）分けるとともに一方のビーム（第
２測定ビーム）をレンズ筒３２の側面３９に隣接して配
置された第三の反射面（第２反射面）８６に投影し、か
つ他方のビーム（第１測定ビーム）をマウント７２上に
配置された鏡１９０に投影するものである。ビームはレ
ンズ筒３２のレンズ８８を介して横切ることによって第
三の反射面８６に投影される。鏡１９０はビームをレン
ズ筒３２の側面３３に隣接して配置された第二の反射面
５４に向け偏向させるものである。この実施形態は、レ
ンズ筒３２の隣接するレンズ間にトンネルを設けるのに
十分なスペースがない場合に使用することができる。
【００３０】干渉計７０は光学軸４０に垂直な方向にお
けるレンズ筒３２の寸法の測定値、および光学軸４０に
垂直な方向におけるステージ３８に対するレンズ筒３２
のアライメントを与えるものである。干渉計７０の出力
から、レンズ筒３２の光学軸４０の位置およびレンズ筒
３２に対するステージ３８の位置を高精度で決定するこ
とができる。反射されたビームからの測定値を使用する
ことによって、ステージ３８を正確に調整することがで
き、したがってその結果、光学軸４０とステージ３８上
の回路基板との正確なアライメントを得ることができる
のである。
けるレンズ筒３２の寸法の測定値、および光学軸４０に
垂直な方向におけるステージ３８に対するレンズ筒３２
のアライメントを与えるものである。干渉計７０の出力
から、レンズ筒３２の光学軸４０の位置およびレンズ筒
３２に対するステージ３８の位置を高精度で決定するこ
とができる。反射されたビームからの測定値を使用する
ことによって、ステージ３８を正確に調整することがで
き、したがってその結果、光学軸４０とステージ３８上
の回路基板との正確なアライメントを得ることができる
のである。
【００３１】別の部材からなる組（図示せず）を図６の
部材によって測定された変動に垂直な変動の同様の測定
値を得るのに使用することもできる。
部材によって測定された変動に垂直な変動の同様の測定
値を得るのに使用することもできる。
【００３２】図７（ａ）は、図４に示す技術と同様、投
影光学系を通り抜けるビームを利用した変形の検出を示
す側面図である。より詳しくは、図７（ａ）に示す実施
形態では２本のビームが使用されている。第１ビーム
（第１測定ビーム）９２はレンズ筒３２の左側面３３上
に設けられた第二の反射面５４で反射される。第２ビー
ム（第２測定ビーム）９３はレンズ筒３２の右側面３５
上に設けられた第三の反射面５８にレンズ筒３２を介し
て反射されるとともに、レンズ筒３２の左側面３３上に
設けられた開口部６０を介して反射されている。ビーム
９２，９３からの測定値を使用して、レンズ筒３２の変
形が光学軸に影響を与えたか否か、および調整の必要が
あるか否かを決定することができる。従来の装置では実
際には移動が起こっていない投影光学軸の側面上に設け
られたただ一つの反射面からの干渉計の読みをとってい
ることに留意すべきである。
影光学系を通り抜けるビームを利用した変形の検出を示
す側面図である。より詳しくは、図７（ａ）に示す実施
形態では２本のビームが使用されている。第１ビーム
（第１測定ビーム）９２はレンズ筒３２の左側面３３上
に設けられた第二の反射面５４で反射される。第２ビー
ム（第２測定ビーム）９３はレンズ筒３２の右側面３５
上に設けられた第三の反射面５８にレンズ筒３２を介し
て反射されるとともに、レンズ筒３２の左側面３３上に
設けられた開口部６０を介して反射されている。ビーム
９２，９３からの測定値を使用して、レンズ筒３２の変
形が光学軸に影響を与えたか否か、および調整の必要が
あるか否かを決定することができる。従来の装置では実
際には移動が起こっていない投影光学軸の側面上に設け
られたただ一つの反射面からの干渉計の読みをとってい
ることに留意すべきである。
【００３３】干渉計装置３４はステージ３８の位置を位
置合わせするために利用されている。干渉計装置３４は
基準軸線９１の長さと軸線９０の長さとの差を測定かつ
検出した後に、もしこの基準軸線の長さに変動がなけれ
ばステージの位置が測定できる。光学軸４０がステージ
３８上の目標９４と位置合わせされるとき、干渉計装置
によって測定できる軸線９１の長さと軸線９０の長さと
の差を“（軸線９０の長さ）−（軸線９１の長さ）＝
Ａ”と定義する。
置合わせするために利用されている。干渉計装置３４は
基準軸線９１の長さと軸線９０の長さとの差を測定かつ
検出した後に、もしこの基準軸線の長さに変動がなけれ
ばステージの位置が測定できる。光学軸４０がステージ
３８上の目標９４と位置合わせされるとき、干渉計装置
によって測定できる軸線９１の長さと軸線９０の長さと
の差を“（軸線９０の長さ）−（軸線９１の長さ）＝
Ａ”と定義する。
【００３４】図７（ｂ）は、レンズ筒３２がｘだけ膨張
した状態を示している。レンズ筒３２の左側の壁９５が
レンズ筒の膨張によってｘだけ移動している。これによ
り基準軸線の長さがｘだけ短くなっている。したがっ
て、“（軸線９０の長さ）−（軸線９１の長さ）＝Ａ＋
ｘ”となる。ステージ制御器はこのｘに対してステージ
３０を移動させて修正しようとするので、ステージ３８
がｘだけ左に移動してしまう。しかしながら、光学軸４
０はレンズの膨張に対して移動していないので、目標９
４が光学軸４０から距離ｘだけ移動してしまう。干渉計
装置３５を使用してｘを測定することができる。もしレ
ンズ筒３２がｘだけ膨張しているのであればビーム９２
の長さはｘだけ短くなり、かつビーム９３の長さはｘだ
け長くなることになる。したがって、ビーム９２の長さ
とビーム９３の長さとの差は２ｘだけ変化していること
になる。干渉計装置３５はこの２ｘの変化を測定するこ
とができるものであるとともに、干渉計装置３４はこの
２ｘの変化に正確に応答することができるものである。
した状態を示している。レンズ筒３２の左側の壁９５が
レンズ筒の膨張によってｘだけ移動している。これによ
り基準軸線の長さがｘだけ短くなっている。したがっ
て、“（軸線９０の長さ）−（軸線９１の長さ）＝Ａ＋
ｘ”となる。ステージ制御器はこのｘに対してステージ
３０を移動させて修正しようとするので、ステージ３８
がｘだけ左に移動してしまう。しかしながら、光学軸４
０はレンズの膨張に対して移動していないので、目標９
４が光学軸４０から距離ｘだけ移動してしまう。干渉計
装置３５を使用してｘを測定することができる。もしレ
ンズ筒３２がｘだけ膨張しているのであればビーム９２
の長さはｘだけ短くなり、かつビーム９３の長さはｘだ
け長くなることになる。したがって、ビーム９２の長さ
とビーム９３の長さとの差は２ｘだけ変化していること
になる。干渉計装置３５はこの２ｘの変化を測定するこ
とができるものであるとともに、干渉計装置３４はこの
２ｘの変化に正確に応答することができるものである。
【００３５】図８はレンズ変位を示している。レンズ筒
３２の左側の壁１９８がレンズ筒の変位によってｘだけ
移動している。したがって、基準軸線の長さが距離ｘだ
け短くなっている。すなわち、“（軸線９０の長さ）−
（軸線９１の長さ）＝Ａ＋ｘ”となっている。ステージ
制御器はこのｘに対してステージ３８を移動させて修正
しようとするので、ステージ３０がｘだけ左に移動して
しまう。このようにレンズ筒に変位が生じた場合にも、
光学軸４０が移動してしまうので、目標９４は光学軸４
０同様、同じ位置を維持してしまう。もしレンズ筒３２
がｘだけ移動したのであれば、ビーム９２の長さはｘだ
け短くなるとともにビーム９３の長さもｘだけ短くなら
なければならない。ビーム９２の長さとビーム９３の長
さとの差は変わらない。干渉計装置３５による検出は干
渉計装置３４の結果に影響を与えるものではない。した
がって、レンズ変位と区別できないレンズの膨張が干渉
計装置３５を利用することによって測定できるとともに
修正することができる。
３２の左側の壁１９８がレンズ筒の変位によってｘだけ
移動している。したがって、基準軸線の長さが距離ｘだ
け短くなっている。すなわち、“（軸線９０の長さ）−
（軸線９１の長さ）＝Ａ＋ｘ”となっている。ステージ
制御器はこのｘに対してステージ３８を移動させて修正
しようとするので、ステージ３０がｘだけ左に移動して
しまう。このようにレンズ筒に変位が生じた場合にも、
光学軸４０が移動してしまうので、目標９４は光学軸４
０同様、同じ位置を維持してしまう。もしレンズ筒３２
がｘだけ移動したのであれば、ビーム９２の長さはｘだ
け短くなるとともにビーム９３の長さもｘだけ短くなら
なければならない。ビーム９２の長さとビーム９３の長
さとの差は変わらない。干渉計装置３５による検出は干
渉計装置３４の結果に影響を与えるものではない。した
がって、レンズ変位と区別できないレンズの膨張が干渉
計装置３５を利用することによって測定できるとともに
修正することができる。
【００３６】図９は、図８の干渉計装置３４，３５を干
渉計装置９６，９８，１００に置き換えた構成を示して
いる。図９において、各干渉計装置は絶対値形（absolu
tetype）といわれるものである。この装置９８は、ビー
ム４３と、ビームスプリッター４７と、検出器２４と、
第二の反射面５４の代わりに基準鏡１０１とを有してい
る。この装置はビーム９３の長さと基準鏡１０１の長さ
との差を測定している。これにより、装置９８は第三の
反射面５８の位置を測定している。同じ方法で、装置９
６が第一の反射面５０（ステージ）の位置を測定すると
ともに装置１００が第二の反射面５４の位置を測定して
いる。ステージ位置とレンズ筒３２との関係は“（装置
９６の結果）−（装置１００の結果）”として電気的に
計算することができる。レンズの膨張は、“（装置９８
の結果）−（装置１００の結果）”として電気的に計算
することができる。したがって、この装置は図７（ａ）
に示す装置のものと同様の結果を得ることができる。
渉計装置９６，９８，１００に置き換えた構成を示して
いる。図９において、各干渉計装置は絶対値形（absolu
tetype）といわれるものである。この装置９８は、ビー
ム４３と、ビームスプリッター４７と、検出器２４と、
第二の反射面５４の代わりに基準鏡１０１とを有してい
る。この装置はビーム９３の長さと基準鏡１０１の長さ
との差を測定している。これにより、装置９８は第三の
反射面５８の位置を測定している。同じ方法で、装置９
６が第一の反射面５０（ステージ）の位置を測定すると
ともに装置１００が第二の反射面５４の位置を測定して
いる。ステージ位置とレンズ筒３２との関係は“（装置
９６の結果）−（装置１００の結果）”として電気的に
計算することができる。レンズの膨張は、“（装置９８
の結果）−（装置１００の結果）”として電気的に計算
することができる。したがって、この装置は図７（ａ）
に示す装置のものと同様の結果を得ることができる。
【００３７】種々の変更実施および変形実施が本発明の
範囲あるいは趣旨から逸脱することなく本発明の露光装
置に実施可能であることは当業者には明白なことであ
る。たとえば、上述した装置および方法は特定の方向に
光学軸の移動を検出するための干渉計を一つあるいは二
つ設けているが、投影露光装置にいくつ干渉計を設けて
も良いし、かつその干渉計の位置についても図示したも
のに限定されるものではない。さらに、この装置は、鏡
の代わりとなる構成を設けることもできる。さらにま
た、一つあるいは二つ以上の干渉計が投影光学系の複数
からなる場所で光学軸に垂直な次元における投影光学系
の寸法を測定することもできる。
範囲あるいは趣旨から逸脱することなく本発明の露光装
置に実施可能であることは当業者には明白なことであ
る。たとえば、上述した装置および方法は特定の方向に
光学軸の移動を検出するための干渉計を一つあるいは二
つ設けているが、投影露光装置にいくつ干渉計を設けて
も良いし、かつその干渉計の位置についても図示したも
のに限定されるものではない。さらに、この装置は、鏡
の代わりとなる構成を設けることもできる。さらにま
た、一つあるいは二つ以上の干渉計が投影光学系の複数
からなる場所で光学軸に垂直な次元における投影光学系
の寸法を測定することもできる。
【００３８】本発明はマスクパターンを回路基板上に露
光させるための装置あるいは方法としての使用に限定さ
れるものではない。本発明に合わせて述べてきたアライ
メント誤差を検出するための装置および方法は、高精度
が要求される装置や外的要因がアライメントに影響を与
える装置にも採用できる。
光させるための装置あるいは方法としての使用に限定さ
れるものではない。本発明に合わせて述べてきたアライ
メント誤差を検出するための装置および方法は、高精度
が要求される装置や外的要因がアライメントに影響を与
える装置にも採用できる。
【００３９】さらに、本実施形態における露光装置は、
マスクとウエハがマスクパターンを露光するために同期
して移動する走査型露光装置（たとえば、米国特許第
5,473,410 号明細書参照）にも適用することができる。
マスクとウエハがマスクパターンを露光するために同期
して移動する走査型露光装置（たとえば、米国特許第
5,473,410 号明細書参照）にも適用することができる。
【００４０】さらにまた、本実施形態における露光装置
は、マスクとウエハが静止している間にマスクパターン
が露光され、かつウエハがステップ移動することを連続
するステップ・アンド・リピート型露光装置にも適用す
ることができる。
は、マスクとウエハが静止している間にマスクパターン
が露光され、かつウエハがステップ移動することを連続
するステップ・アンド・リピート型露光装置にも適用す
ることができる。
【００４１】さらにまた、本発明は、投影光学系を使用
することなしにマスクとウエハを密接して配置すること
によりマスクパターンが露光されるプロキシミティ露光
装置にも適用することができる。
することなしにマスクとウエハを密接して配置すること
によりマスクパターンが露光されるプロキシミティ露光
装置にも適用することができる。
【００４２】露光装置の用途は半導体の製造に限定され
る必要はない。たとえば、LCDパターンが矩形のガラス
プレート上に露光されるLCD露光装置や、あるいは薄い
フィルム状の磁気ヘッドを製造する露光装置にも使用す
ることができる。
る必要はない。たとえば、LCDパターンが矩形のガラス
プレート上に露光されるLCD露光装置や、あるいは薄い
フィルム状の磁気ヘッドを製造する露光装置にも使用す
ることができる。
【００４３】露光装置に対する光源について、ｇ線（43
6nm）、ｉ線（365nm）、KrFエキシマーレーザー（248n
m）、ArFエキシマーレーザー（193nm）、およびF2レー
ザー（157nm）が使用できるとともに、ｘ線や電子ビー
ムのような荷電粒子ビームを使用することもできる。も
し電子ビームが使用される場合には、熱電子放出タイプ
の六ホウ化ランタン（LaB6）あるいは熱電子放出タイプ
のタンタル（Ta）が電子銃として使用できる。さらに、
電子ビームが使用される場合には、マスクを使用するこ
ともできるし、あるいはマスクを使用することなくウエ
ハ上にパターンを直接形成させるように構成させること
もできる。
6nm）、ｉ線（365nm）、KrFエキシマーレーザー（248n
m）、ArFエキシマーレーザー（193nm）、およびF2レー
ザー（157nm）が使用できるとともに、ｘ線や電子ビー
ムのような荷電粒子ビームを使用することもできる。も
し電子ビームが使用される場合には、熱電子放出タイプ
の六ホウ化ランタン（LaB6）あるいは熱電子放出タイプ
のタンタル（Ta）が電子銃として使用できる。さらに、
電子ビームが使用される場合には、マスクを使用するこ
ともできるし、あるいはマスクを使用することなくウエ
ハ上にパターンを直接形成させるように構成させること
もできる。
【００４４】投影光学系の倍率は、縮小系に制限される
必要はない。たとえば、倍率は１倍あるいは拡大系と同
じとすることができる。
必要はない。たとえば、倍率は１倍あるいは拡大系と同
じとすることができる。
【００４５】投影光学系について、エキシマーレーザー
のような遠紫外線が使用される場合には、石英や蛍石な
どのような遠紫外線を透過するガラス材料が使用されな
ければならない。F2レーザーあるいはｘ線が使用される
場合には、光学系は反射屈折あるいは屈折によるもので
なければならない（レチクルは反射型とされなければな
らない）。最後に、電子ビームが使用される場合には、
電子光学は電子レンズおよび偏光器から構成されなけれ
ばならない。言うまでもなく、電子ビームに対する光学
光路は真空とされなければならない。
のような遠紫外線が使用される場合には、石英や蛍石な
どのような遠紫外線を透過するガラス材料が使用されな
ければならない。F2レーザーあるいはｘ線が使用される
場合には、光学系は反射屈折あるいは屈折によるもので
なければならない（レチクルは反射型とされなければな
らない）。最後に、電子ビームが使用される場合には、
電子光学は電子レンズおよび偏光器から構成されなけれ
ばならない。言うまでもなく、電子ビームに対する光学
光路は真空とされなければならない。
【００４６】リニアモータ（たとえば、米国特許第 5,6
23,853 号明細書あるいは米国特許第 5,528,118 号明細
書参照）がウエハステージあるいはレチクルステージに
使用される場合には、空気軸受を使用した空気浮揚式ま
たはローレンツ力あるいはリアクタンス力を使用した磁
気浮揚式のような種々のリニアモータのいずれでも使用
することができる。さらに、ステージはガイドに沿って
移動させることもできるし、あるいはガイドが設けられ
ていないガイドレスタイプのものとすることもできる。
23,853 号明細書あるいは米国特許第 5,528,118 号明細
書参照）がウエハステージあるいはレチクルステージに
使用される場合には、空気軸受を使用した空気浮揚式ま
たはローレンツ力あるいはリアクタンス力を使用した磁
気浮揚式のような種々のリニアモータのいずれでも使用
することができる。さらに、ステージはガイドに沿って
移動させることもできるし、あるいはガイドが設けられ
ていないガイドレスタイプのものとすることもできる。
【００４７】ステージ駆動装置は電磁力によってステー
ジを動かす平面モータを用いて実施させることができ
る。二次元的に配置された複数の磁石を有する磁石部と
二次元的に配置された複数のコイルを有する電機子ユニ
ット部とが互いに向き合って構成された平面モータが使
用できる。この場合において、磁石部あるいは電機子ユ
ニット部のいずれか一方がステージに接続されるととも
に、他方がステージの移動面側に取り付けられなければ
ならない。
ジを動かす平面モータを用いて実施させることができ
る。二次元的に配置された複数の磁石を有する磁石部と
二次元的に配置された複数のコイルを有する電機子ユニ
ット部とが互いに向き合って構成された平面モータが使
用できる。この場合において、磁石部あるいは電機子ユ
ニット部のいずれか一方がステージに接続されるととも
に、他方がステージの移動面側に取り付けられなければ
ならない。
【００４８】日本国第8-166475 号公開公報（米国特許
第 5,528,118 号明細書）に開示されているように、ウ
エハステージの動きによって作り出された反力は、フレ
ーム部材を使って床（地面）に機械的に解放することが
できる。
第 5,528,118 号明細書）に開示されているように、ウ
エハステージの動きによって作り出された反力は、フレ
ーム部材を使って床（地面）に機械的に解放することが
できる。
【００４９】日本国第8-330224 号公開公報（米国特許
出願第 08/416,558 号明細書）に開示されているよう
に、レチクルステージの動きによって作り出された反力
は、フレーム部材を使って床（地面）に機械的に解放す
ることができる。
出願第 08/416,558 号明細書）に開示されているよう
に、レチクルステージの動きによって作り出された反力
は、フレーム部材を使って床（地面）に機械的に解放す
ることができる。
【００５０】上述したように、本発明による露光装置
は、所定の機械的精度・電気的精度・光学的精度が維持
されるような方法で、本明細書の特許請求の範囲に記載
した部材を備える種々のサブシステムを組み立てること
によって作ることができる。種々のサブシステムの精度
を維持するため、その組立の前後で全ての光学系がその
光学精度を達成するのに調整されるとともに、全ての機
械系がその機械精度を達成するのに調整され、かつ全て
の電気系がその電気精度を達成するのに調整されてい
る。露光装置内に各サブシステムを組付ける工程には、
機械的接続・電気回路の配線接続・空気圧の配管接続が
含まれている。各サブシステムは種々のサブシステムか
ら従来組み立てている露光装置を組み立てている。一
度、露光装置が種々のサブシステムで組み立てられれ
ば、全ての精度が装置全体として維持されることを確実
にするように全ての調整が行われる。ところで、露光装
置を製造する際には、温度および清浄度が制御された部
屋の中で行われることが望ましい。一般的な半導体装置
は、半導体装置の機能および性能の設計；この設計に基
づくレチクルの設計；シリコン材料からのウエハの製
造；レチクルからのパターンを本発明による前記装置お
よび方法による露光装置によってウエハ上に投影；装置
組立（ダイシング工程・ボンディング工程・パッケージ
工程を含む）；検査などの工程を経て製造されている。
は、所定の機械的精度・電気的精度・光学的精度が維持
されるような方法で、本明細書の特許請求の範囲に記載
した部材を備える種々のサブシステムを組み立てること
によって作ることができる。種々のサブシステムの精度
を維持するため、その組立の前後で全ての光学系がその
光学精度を達成するのに調整されるとともに、全ての機
械系がその機械精度を達成するのに調整され、かつ全て
の電気系がその電気精度を達成するのに調整されてい
る。露光装置内に各サブシステムを組付ける工程には、
機械的接続・電気回路の配線接続・空気圧の配管接続が
含まれている。各サブシステムは種々のサブシステムか
ら従来組み立てている露光装置を組み立てている。一
度、露光装置が種々のサブシステムで組み立てられれ
ば、全ての精度が装置全体として維持されることを確実
にするように全ての調整が行われる。ところで、露光装
置を製造する際には、温度および清浄度が制御された部
屋の中で行われることが望ましい。一般的な半導体装置
は、半導体装置の機能および性能の設計；この設計に基
づくレチクルの設計；シリコン材料からのウエハの製
造；レチクルからのパターンを本発明による前記装置お
よび方法による露光装置によってウエハ上に投影；装置
組立（ダイシング工程・ボンディング工程・パッケージ
工程を含む）；検査などの工程を経て製造されている。
【００５１】本発明の他の実施形態は、以上述べてきた
本発明の明細書および実施形態の見地から当業者には自
明である。明細書および例示は一例として考えられたも
のであり、本発明の真の範囲および趣旨は特許請求の範
囲に記載している。
本発明の明細書および実施形態の見地から当業者には自
明である。明細書および例示は一例として考えられたも
のであり、本発明の真の範囲および趣旨は特許請求の範
囲に記載している。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、第１
部材に対して第２部材の位置を正確に調整することがで
き、その結果第１部材と第２部材とを正確に位置合わせ
することができる。
部材に対して第２部材の位置を正確に調整することがで
き、その結果第１部材と第２部材とを正確に位置合わせ
することができる。
【図１】 従来の投影露光装置の側面図である。
【図２】 光学軸に垂直な方向における投影光学系の熱
による膨張を示す図である。
による膨張を示す図である。
【図３】 光学軸に垂直な方向における投影光学系の変
位を示す図である。
位を示す図である。
【図４】 本発明による投影露光装置の一実施形態を示
す側面図である。
す側面図である。
【図５】 本発明による投影露光装置の他の実施形態を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図６】 本発明による投影露光装置の別の実施形態を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図７】 （ａ）は図４に示す技術同様、投影光学系を
通過するビームを利用して変形を検出するものの側面図
であり、（ｂ）はレンズ筒３２がｘだけ膨張した状態を
示す側面図である。
通過するビームを利用して変形を検出するものの側面図
であり、（ｂ）はレンズ筒３２がｘだけ膨張した状態を
示す側面図である。
【図８】 レンズの変位を示す側面図である。
【図９】 図８の干渉計装置３４，３５を干渉計装置９
６，９８，１００と取り替えた状態を示す側面図であ
る。
６，９８，１００と取り替えた状態を示す側面図であ
る。
２４ 検出器（第１検出器） ２５ 検出器（第２検出器） ３０ 投影露光装置（リソグラフィ装置） ３２、６８ レンズ筒（第１部材） ３３ 側面（第１部材の第１側面） ３４ 干渉計 ３５ 干渉計 ３７ 側面（第２部材の第１側面） ３８ ステージ（第２部材） ３９ 側面（第２側面） ４１ レーザービーム（第２原ビーム） ４３ レーザービーム（第１原ビーム） ４６ ビームスプリッター（第２スプリッター） ４７ ビームスプリッター（第１スプリッター） ５０ 第一の反射面（第３反射面） ５４ 第二の反射面（第１反射面） ５８、６６、８６ 第三の反射面（第２反射面） ６０ トンネル（通路） ６２ 鏡（第４反射面） ６４ 鏡（第５反射面） ７０ 干渉計 ７１ レーザービーム（原ビーム） ７６ 第一のビームスプリッター（第１ビームスプリッ
ター） ７８ 第二のビームスプリッター（第３ビームスプリッ
ター） ８０ 第三のビームスプリッター（第２ビームスプリッ
ター） ８８ レンズ ９２ 第１ビーム（第１測定ビーム） ９３ 第２ビーム（第２測定ビーム） ９６ 干渉計装置 ９８ 干渉計装置 １００ 干渉計装置
ター） ７８ 第二のビームスプリッター（第３ビームスプリッ
ター） ８０ 第三のビームスプリッター（第２ビームスプリッ
ター） ８８ レンズ ９２ 第１ビーム（第１測定ビーム） ９３ 第２ビーム（第２測定ビーム） ９６ 干渉計装置 ９８ 干渉計装置 １００ 干渉計装置
Claims (28)
- 【請求項１】 第１部材と第２部材との間の位置合わ
せを検出するための装置であって、 前記第１部材の第１側面に隣接して設けられた第１反射
面から反射された第１測定ビームと、前記第１部材の前
記第１側面とは異なる第２側面に隣接して設けられた第
２反射面から反射された第２測定ビームと、を検出する
ための手段と、 前記第１反射面から反射された第３測定ビームと、前記
第２部材の第１側面に隣接して設けられた第３反射面か
ら反射された第４測定ビームと、を検出するための手段
と、 前記第１測定ビームから前記第４測定ビームに基づいて
前記第１部材と前記第２部材との間の位置合わせを決定
するための手段と、を具備していることを特徴とする装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記第１測定ビームおよび前記第２測定ビームを形成す
るために第１原ビームを分ける手段をさらに具備してい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の装置において、 前記第３測定ビームおよび前記第４測定ビームを形成す
るため第２原ビームを分ける手段をさらに具備している
ことを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の装置において、 前記第１部材は、前記第２測定ビームが通過する通路を
有することを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の装置において、 前記第２測定ビームを反射させるために前記第１部材の
前記第１側面に隣接して設けられた第４反射面と、 前記第４反射面と前記第２反射面との間に前記第２測定
ビームを反射させるために前記第１部材の前記第１側面
に隣接して設けられた第５反射面と、をさらに具備して
いることを特徴とする記載の装置。 - 【請求項６】 請求項１記載の装置において、 原ビームを供給する手段と、 前記原ビームを第１初期ビームおよび第２初期ビームに
分ける手段と、 前記第１初期ビームを前記第１測定ビームおよび前記第
２測定ビームに分ける手段と、 前記第２初期ビームを前記第３測定ビームおよび前記第
４測定ビームに分ける手段と、をさらに具備しているこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項１記載の装置において、 前記第２測定ビームが通過するレンズをさらに具備して
いることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の装置を具備するリソ
グラフィ装置。 - 【請求項９】 第１部材と第２部材との間の位置合わ
せを決定する方法であって、 前記第１部材の第１側面に隣接して設けられた第１反射
面から反射された第１測定ビームと、前記第１部材の前
記第１側面と反対側に位置する第２側面に隣接して設け
られた第２反射面から反射された第２測定ビームと、を
検出する段階と、 前記第１反射面から反射された第３測定ビームと、前記
第２部材の第１側面に隣接して設けられた第３反射面か
ら反射された第４測定ビームと、を検出する段階と、 前記第１測定ビームから前記第４ビームの検出結果に基
づいて前記第１部材と前記第２部材との間の位置合わせ
を決定する段階と、を具備していることを特徴とする方
法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の方法において、 前記第１測定ビームおよび前記第２測定ビームを形成す
るために第１原ビームを分ける段階をさらに具備してい
ることを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の方法において、 前記第３測定ビームおよび前記第４測定ビームを形成す
るために第２原ビームを分ける段階をさらに具備してい
ることを特徴とする方法。 - 【請求項１２】 請求項９に記載の方法において、 前記第１部材は、前記第２測定ビームが通過する通路を
有することを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項９記載の方法において、 前記第２測定ビームを前記第１部材の前記第１側面に隣
接して設けられた第４反射面から反射させる段階と、前
記第２測定ビームを第５反射面によって前記第４反射面
と前記第２反射面との間に反射させる段階と、をさらに
具備することを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 請求項９記載の方法において、 原ビームを供給する段階と、 前記原ビームを第１初期ビームおよび第２初期ビームに
分ける段階と、 前記第１初期ビームを前記第１測定ビームおよび前記第
２測定ビームに分ける段階と、 前記第２初期ビームを前記第３測定ビームおよび前記第
４測定ビームに分ける段階と、をさらに具備しているこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 請求項９記載の方法において、 レンズを介して前記第２測定ビームを通過させる段階を
さらに具備することを特徴とする方法。 - 【請求項１６】 第１部材と第２部材との間の位置合
わせを検出するための装置であって、 前記第１部材の第１側面に隣接して設けられた第１反射
面から反射された第１測定ビームと、前記第１部材の前
記第１側面とは異なる第２側面に隣接して設けられた第
２反射面から反射された第２測定ビームと、を検出する
第１検出器と、 前記第１反射面から反射された第３測定ビームと、前記
第２部材の第１側面に隣接して設けられた第３反射面か
ら反射された第４測定ビームと、を検出する第２検出器
と、 前記第１検出器および前記第２検出器の結果に基づいて
前記第１部材と前記第２部材との間の位置合わせを決定
する決定器と、を具備していることを特徴とする装置。 - 【請求項１７】 請求項１６記載の装置において、 前記第１測定ビームおよび前記第２測定ビームを形成す
るために第１原ビームを分割する第１スプリッターをさ
らに具備していることを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項１７記載の装置において、 前記第３測定ビームおよび前記第４測定ビームを形成す
るために第２原ビームを分割する第２スプリッターをさ
らに具備していることを特徴とする装置。 - 【請求項１９】 請求項１６に記載の装置において、 前記第１部材は、前記第２測定ビームが通過する通路を
有することを特徴とする装置。 - 【請求項２０】 請求項１６記載の装置において、前
記第２測定ビームを反射させるために前記第１部材の前
記第１側面に隣接して設けられた第４反射面と、 前記第２測定ビームを前記第４反射面と前記第２反射面
との間に反射させるために前記第１部材の前記第１側面
に隣接して設けられた第５反射面と、をさらに具備して
いることを特徴とする装置。 - 【請求項２１】 請求項１６記載の装置において、 原ビームを供給する光源と、 前記原ビームを第１初期ビームおよび第２初期ビームに
分ける第１ビームスプリッターと、 前記第１初期ビームを前記第１測定ビームおよび前記第
２測定ビームに分ける第２ビームスプリッターと、 前記第２初期ビームを前記第３測定ビームおよび前記第
４測定ビームに分ける第３ビームスプリッターと、をさ
らに具備していることを特徴とする装置。 - 【請求項２２】 請求項１６記載の装置において、 前記第２測定ビームが通過するレンズをさらに具備して
いることを特徴とする装置。 - 【請求項２３】 請求項１６に記載の装置を具備する
リソグラフィ装置。 - 【請求項２４】 請求項１記載の装置において、 前記第２側面は、前記第１側面と反対側に設けられてい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項２５】 請求項４記載の装置において、 前記通路は、前記第１部材に形成されたトンネルである
ことを特徴とする装置。 - 【請求項２６】 請求項１２記載の装置において、 前記通路は、前記第１部材に形成されたトンネルである
ことを特徴とする装置。 - 【請求項２７】 請求項１６に記載の装置において、 前記第２側面は、前記第１側面と反対側に設けられてい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項２８】 請求項１９記載の装置において、 前記通路は、前記第１部材に形成されたトンネルである
ことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/342,302 US6160628A (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Interferometer system and method for lens column alignment |
| US342.302 | 1999-06-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001035784A true JP2001035784A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=23341236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000188296A Withdrawn JP2001035784A (ja) | 1999-06-29 | 2000-06-22 | 第１部材と第２部材との間の位置合わせを検出する装置およびその決定方法並びにリソグラフィ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6160628A (ja) |
| JP (1) | JP2001035784A (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2014035962A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Hitachi High-Technologies Corp | ステージ装置及び荷電粒子線装置 |
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