JP2001326154A - 投影露光装置、及びマイクロデバイス並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投影露光装置、及びマイクロデバイス並びに
その製造方法において、長時間露光を行っても安定して
露光を行うこと。 【解決手段】 投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ３の温度を調整
する温度調整機構１と、露光動作の状況に応じて温度調
整機構を制御する制御機構２とを備えているので、例え
ば、露光時や非露光時のレンズキャリブレーション時
等、露光動作の状況に応じて投影光学系の温度が調整さ
れて温度変化による投影光学系の変化を抑制し、良好な
レンズキャリブレーション等を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、液晶ディ
スプレイ、半導体集積回路等の微細回路パターン等の製
造工程に用いる投影露光装置、及びマイクロデバイス並
びにその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子又は半導体素子等をフォト
リソグラフィ工程で製造する際に、レチクルのパターン
像を投影光学系を介して感光材（レジスト）が塗布され
たウェハ上に投影する投影露光装置が使用されている。

【０００３】この投影露光装置では、露光処理を継続し
て行うと、露光光の照射熱や設置空間の圧力変化などに
より、像位置、回転、倍率等の投影光学系の結像特性等
が経時的に変動し、基板上に転写されるパターンの像特
性が変化してしまう場合がある。このため、投影露光装
置では、基板に対する露光処理中に一定基板枚数毎（ロ
ット毎）または一定時間間隔毎のいずれかを指定し、指
定された間隔で、例えば特開平１０−３３５２４２号公
報等に記載されている結像特性調整（レンズキャリブレ
ーション）等を実行していた。

【０００４】特に、複数のレンズモジュールからなるマ
ルチレンズを用いた投影露光装置においては、各レンズ
モジュールの光学系の状態を一定に保つために定期的に
各レンズの回転や倍率やシフトを合わせるレンズキャリ
ブレーションを行う必要があった。また、従来、マルチ
レンズを用いた投影露光装置では、長時間露光等が行わ
れると露光光によるマルチレンズモジュールの温度上昇
により各レンズモジュールの光学系の状態が変化してし
まうため、従来、その急な変化を抑えるために光学系を
ファンによる送風等の手段により冷却している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術には、以下のような課題が残されている。すな
わち、レンズキャリブレーション時に露光光は光学系に
当たらず、温度上昇は起こらないため、上記従来の技術
では、長時間露光などによる温度上昇を抑えるためのフ
ァン等による冷却によって、かえって過冷却となりレン
ズの光学系が動いてしまい、キャリブレーションによる
追い込みができなくなってしまう場合があった。また、
露光による光学系の温度上昇も露光量によって異なるた
め、温度上昇による光学系の変化も異なっていた。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、長時間露光を行っても安定して露光を行うことが
できる投影露光装置、及びマイクロデバイス並びにその
製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、図１か
ら図７に対応づけて説明すると、本発明の投影露光装置
では、マスク（Ｍ）のパターンを投影光学系（ＰＬ１〜
ＰＬ５）を介して基板ステージ（２６）上の基板（Ｐ）
に投影し露光する投影露光装置であって、前記投影光学
系の温度を調整する温度調整機構（１）と、露光動作の
状況に応じて前記温度調整機構を制御する制御機構
（２）とを備えていることを特徴とする。

【０００８】この投影露光装置では、投影光学系（ＰＬ
１〜ＰＬ５）の温度を調整する温度調整機構（１）と、
露光動作の状況に応じて温度調整機構を制御する制御機
構（２）とを備えているので、例えば、露光時や非露光
時のレンズキャリブレーション時等、露光動作の状況に
応じて投影光学系の温度が調整されて温度変化による投
影光学系の変化を抑制し、良好なレンズキャリブレーシ
ョン等を行うことができる。

【０００９】本発明のマイクロデバイスは、マスク
（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）に転写する転写工程を経
て製造されるマイクロデバイスであって、上記本発明の
投影露光装置により前記転写工程が施されたことを特徴
とする。また、本発明のデバイスの製造方法は、マスク
（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）に転写する転写工程を経
て製造されるマイクロデバイスの製造方法であって、上
記本発明の投影露光装置により前記転写工程を行うこと
を特徴とする。

【００１０】これらのマイクロデバイス及びマイクロデ
バイスの製造方法では、上記本発明の投影露光装置によ
り転写工程を行うので、温度変化による投影光学系（Ｐ
Ｌ１〜ＰＬ５）の変化が抑制され、良好なレンズキャリ
ブレーション等が可能になって、スループットが向上す
ると共に、高精度なデバイスを安定して作製することが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る投影露光装
置、及びマイクロデバイス並びにその製造方法の一実施
形態を、図１から図７を参照しながら説明する。

【００１２】図１は、本実施形態における投影露光装置
の全体構成を概略的に示す図であり、該投影露光装置１
５は、鉛直に保持したマスクＭとガラス基板Ｐとを複数
の光路を有する露光光に対して走査移動してマスクＭの
パターンをガラス基板Ｐ上に投影するものであって、ベ
ース４９と、このベース４９上をＹ方向に沿って移動可
能な移動ステージ５０と、この移動ステージ５０上に固
定され、マスクＭとガラス基板Ｐとを相互に平行、且つ
鉛直に保持する断面略Ｕ字状のキャリッジ５１と、キャ
リッジ５１よりも＋Ｘ側に配置され本体コラム５２に保
持された照明光学系２３と、マスクＭとガラス基板Ｐと
の間に配置され、本体コラム５２に保持された投影光学
系ブロック５３とを備えている。

【００１３】移動ステージ５０は、ベース４９上にＹ方
向に沿って延設された一対のガイド部材５４Ａ、５４Ｂ
上に不図示のエアベアリングで浮上支持されている。ま
た、移動ステージ５０のＸ方向両側には、リニアモータ
５５が設けられ、これらのリニアモータ５５によって移
動ステージ５０と一体的にキャリッジ５１がガイド部材
５４Ａ、５４Ｂに沿って駆動されるようになっている。

【００１４】キャリッジ５１の−Ｘ側に位置する側壁に
より基板ステージ２６が構成されている。基板ステージ
２６には、鉛直方向にガラス基板Ｐを保持する基板ホル
ダ４３が取り付けられている。また、キャリッジ５１の
＋Ｘ側に位置する側壁によりマスクステージ２５が構成
されている。マスクステージ２５には、マスクＭを鉛直
に保持するマスクホルダ３９が取り付けられている。マ
スクホルダ３９は、三つのモータ５６ａ〜５６ｃによっ
てＹＺ平面内で微小駆動可能に構成されて、キャリッジ
５１に対する位置・姿勢が調整可能になっている。

【００１５】基板ステージ２６の＋Ｙ方向端部には＋Ｘ
方向に突出する凸部が形成されており、この凸部の表面
にＺ方向に延設された基板側基準マーク板５７が固定さ
れている。この基板側基準マーク板５７の表面は、ガラ
ス基板Ｐの表面とほぼ同一面上に設定されている。ま
た、マスクＭの基板側基準マーク板５７に対向する領域
には、Ｚ方向に所定間隔で８つのマスク側基準マークが
形成されている。

【００１６】なお、キャリッジ５１のＸＹＺ３軸方向の
位置は、レーザ干渉計Ｉ１〜Ｉ５（図１では測長ビーム
のみ図示）を含むレーザ干渉計システムによって計測さ
れるようになっている。

【００１７】投影光学系ブロック５３は、投影光学系と
しての第１〜第５の投影系モジュール（投影光学系）Ｐ
Ｌ１〜ＰＬ５（図１ではＰＬ４は図示せず）を備えてい
る。これらの投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５は、それ
ぞれ平面視台形の露光フィールドを有し、ここでは等倍
の正立像を投影する、いわゆるダブルダイソン型の光学
系が用いられている。

【００１８】投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５のうち、
２つの投影系モジュールＰＬ４、ＰＬ５は、図２に示す
ように、投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ３の＋Ｘ側に配
置されている。また、投影系モジュールＰＬ４の光軸が
投影系モジュールＰＬ１とＰＬ２の間に配置され、ま
た、投影系モジュールＰＬ５の光軸が投影系モジュール
ＰＬ２とＰＬ３の間に配置されている。

【００１９】すなわち、投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ
３によって投影される台形の投影領域ＰＡ１〜ＰＡ３
と、投影系モジュールＰＬ４、ＰＬ５によって投影され
る投影領域ＰＡ４、ＰＡ５（図３参照）とが、Ｙ方向に
所定間隔でＺ方向に並び、且つ隣り合う投影領域同士
（例えば、ＰＡ１とＰＡ４、ＰＡ４とＰＡ２）の端部同
士（図３中、点線で示される部分）がＺ方向に所定量オ
ーバーラップするように、投影系モジュールＰＬ１〜Ｐ
Ｌ５は、いわゆる千鳥状に配置されている。これによ
り、投影光学系ブロック５３に対してマスクＭとガラス
基板Ｐとを走査することにより、継ぎ露光が可能になっ
ている。従って、この投影露光装置１５においては、一
対のリニアモータ５５を介して移動ステージ５０と一体
的にキャリッジ５１を駆動することによりマスクＭとガ
ラス基板Ｐとを図１のＹ方向に走査すれば、一回の走査
露光でマスクＭ上の全パターンをガラス基板Ｐ上に転写
できる。

【００２０】投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５には、投
影像（転写像）の結像特性を調整するための結像特性調
整機構５８がそれぞれ設けられており、この結像特性調
整機構５８によって投影像の位置ずれ（シフト）、ロー
テーション（回転）、倍率等が調整可能に構成されてい
る。具体的には、この結像特性調整機構５８は、例えば
投影系モジュール内部のプレーンパラレル（不図示）を
Ｙ軸、Ｚ軸周りに回転させることによりシフト量を調整
し、また、投影系モジュール内部の特定のレンズを光軸
方向に駆動することにより倍率を調整し、さらに、投影
系モジュール内部のプリズムを回転させることによりロ
ーテーションを調整するようになっている。

【００２１】図３に示すように、基板側基準マーク板５
７には、相互に隣接する投影領域のオーバーラップ部に
対応する位置に基板側基準マークＰ２〜Ｐ５が形成さ
れ、また、両端の投影領域のＰＡ１、ＰＡ３の外側傾斜
部に対応する位置に基板側基準マークＰ１、Ｐ６が設計
値に従って精度良く形成されている。

【００２２】一方、マスクＭ上には、デバイスパターン
が形成されたパターン領域ＤＰの近傍に、基板側基準マ
ークＰ１〜Ｐ６にそれぞれ対応するマスク側基準マーク
Ｍ１〜Ｍ６（図３参照）が形成されている。また、基板
側基準マーク板５７の裏面側には、投影系モジュールＰ
Ｌ１〜ＰＬ５によりそれぞれ基板側基準マーク板５７上
に投影されたマスク側基準マークＭ１〜Ｍ６の像と、各
マスク側基準マークに対応する基板側基準マークＰ１〜
Ｐ６との相対位置を光電検出するＣＣＤカメラ等からな
るセンサＳ１〜Ｓ６がキャリッジ５１に埋め込まれてい
る。

【００２３】また、投影露光装置１５には、アライメン
トセンサ部が設けられている。アライメントセンサ部
は、検出基準となる指標をそれぞれ備えた画像処理方式
の一対のアライメント顕微鏡から構成され、各アライメ
ント顕微鏡は、キャリッジ５１が所定のローディング位
置（図１に示す位置）にあるときに、基板側基準マーク
板５７に設けられた不図示のマスクアライメント用の一
対の基準マーク（基準マークＰ１〜Ｐ６のうちの任意の
２つを兼用してもよい）にそれぞれの指標が一致するよ
うにその位置が調整されている。

【００２４】このアライメントセンサ部では、マスクＭ
のアライメント時に、各アライメント顕微鏡の指標と、
マスクＭ上に形成された不図示のアライメントマーク
（基準マークＭ１〜Ｍ６のうちの任意の２つを兼用して
もよい）との相対位置を計測するようになっている。ま
た、上記干渉計システム、センサＳ１〜Ｓ６、モータ５
６ａ〜５６ｃ、リニアモータ５５、結像特性調整機構５
８、アライメントセンサ部は、主制御部１８によって統
括的に制御されている。

【００２５】また、本実施形態の投影露光装置１５は、
図４に示すように、投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５の
温度を調整する温度調整機構１と、露光動作の状況に応
じて温度調整機構１を制御する冷却装置制御部（制御機
構）２とを備えている。なお、冷却装置制御部２は、主
制御部１８に接続されて制御されている。前記温度調整
機構１は、投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５毎にその温
度を調整可能であり、各投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ
５に設けられそれぞれの温度を計測する温度センサ３
と、温度センサ３で計測した各温度に基づいて各投影系
モジュールＰＬ１〜ＰＬ５を個別に冷却する冷却用ファ
ン（冷却機構）４とを備えている。なお、図４では、投
影系モジュールＰＬ４、ＰＬ５及びその温度センサ３と
冷却用ファン４を省略して温度調整機構１を図示してい
る。

【００２６】前記冷却装置制御部２は、投影系モジュー
ルＰＬ１〜ＰＬ５のレンズキャリブレーション（光学的
調整）時に冷却用ファン４による冷却を停止又は露光時
より抑制するように冷却用ファン４の風量を制御すると
共に、露光時には投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５の温
度上昇に応じて冷却用ファン４による冷却の強弱を制御
するように設定されている。

【００２７】次に、本実施形態の投影露光装置１５にお
ける露光動作について、図５に示すフローチャートに沿
って説明する。

【００２８】まず、投影露光装置１５にいわゆるレシピ
データを投入する（ステップＳＴ１）。レシピデータ
は、露光データと呼ばれるマップ情報（液晶表示素子を
形成する基板であるガラス基板上の露光パターンレイア
ウト）が入っているデータファイルをベースにして露光
を行う際の詳細な情報（例えば、どのレチクルケースか
らレチクルを搬送するか等の情報）を付加して作成され
たものである。

【００２９】レシピデータが投入されると、露光に入る
前に投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５のレンズキャリブ
レーションを行うために、主制御部１８はレンズキャリ
ブレーション開始準備コマンドを冷却装置制御部２に送
信する（ステップＳＴ２）。このコマンドを受信した冷
却装置制御部２は、冷却用ファン４による送風を停止す
る（ステップＳＴ３）。なお、冷却用ファン４を完全に
停止せずに、レンズキャリブレーションに影響のない程
度の風量に冷却用ファン４を抑制して制御しても構わな
い。

【００３０】次に、主制御部１８は、冷却用ファン４の
停止を確認すると、レンズキャリブレーションを実行す
る（ステップＳＴ４）。なお、アライメントセンサ部の
計測値に基づいてモータ２４ａ〜２４ｃが主制御部１８
により制御され、マスクＭのアライメントは終了してい
るものとする。この状態で主制御部１８は、レーザ干渉
計Ｉ１〜Ｉ５の計測値をモニタしつつ、一対のリニアモ
ータ５５を制御して投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ４が
基板側基準マーク板５７に対向する位置までキャリッジ
５１を移動させる。これにより、マスクＭ上のマスク側
基準マークＭ１〜Ｍ６に投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ
４が対向した図２の状態となる。

【００３１】この状態で不図示のシャッタが開放され、
照明光学系２３からの照明光によりマスクＭ上の投影系
モジュールＰＬ１〜ＰＬ４の投影領域に対応する４つの
台形状の領域が照明されると、主制御部１８は投影系モ
ジュールＰＬ１〜Ｌ４によって基板側基準マークＰ１〜
Ｐ６上に投影されたマスク側基準マークＭ１〜Ｍ６の投
影像と、該投影像に対応する基板側基準マークＰ１〜Ｐ
６との相対位置関係を６つのセンサＳ１〜Ｓ６を用いて
計測する。

【００３２】ここで、この計測およびこの計測結果に基
づく投影像（転写像）の補正値の算出方法について、投
影系モジュールＰＬ１の場合を例にとって説明する。こ
の場合、マスク側基準マークＭ１、Ｍ２として図６に示
すような、二重十字マークが用いられ、基板側基準マー
クＰ１、Ｐ２として十字マークが用いられるものとす
る。

【００３３】そして、センサＳ１、Ｓ２により、それぞ
れ図６（Ａ）、（Ｂ）に示すような画像が撮像されたも
のとすると、ＣＣＤカメラＳ１、Ｓ２から相対位置デー
タとして基板側基準マークＰ１、Ｐ２の中心点を原点と
する計測値（ｄｙ１，ｄｚ１）、（ｄｙ２，ｄｚ２）が
主制御部１８に出力される。これらの計測値に基づいて
主制御部１８では、投影系モジュールＰＬ１の結像特性
の補正値を次の（１）〜（４）式に基づいて演算する。 Ｙ方向のシフト量の補正値＝−（ｄｙ１＋ｄｙ２）／２ ……（１） Ｚ方向のシフト量の補正値＝−（ｄｚ１＋ｄｚ２）／２ ……（２） 倍率の補正値＝−（ｄｚ２−ｄｚ１）／Ｌ ……（３） ローテンションの補正値＝−（ｄｙ１−ｄｙ２）／Ｌ ……（４） 上記（１）〜（４）式における右辺の負号（−）は、補
正値であることから付されるものであり、また（３）
式、（４）式中のＬは計測点間距離（基準マークＰ１と
Ｐ２との距離）である。

【００３４】上記と同様にして、主制御部１８では、セ
ンサＳ３、Ｓ４を介して基板側基準マークＰ３、Ｐ４に
対するマスク側基準マークＭ３、Ｍ４の投影像の相対位
置データ（ｄｙ３，ｄｚ３）、（ｄｙ４，ｄｚ４）を
得、これらに基づいて上記（１）〜（４）式と同様の補
正値の算出式を用いて投影系モジュールＰＬ２の投影像
の補正値を算出する。また、同様に主制御部１８は、セ
ンサＳ５、Ｓ６を介して投影系モジュールＰＬ３の投影
像の補正値を算出する。

【００３５】次いで、主制御部１８は、レーザ干渉計Ｉ
１〜Ｉ５の計測値をモニタしつつ、一対のリニアモータ
５５を制御して投影系モジュールＰＬ４、ＰＬ５が基板
側基準マーク板５７に対向する位置までキャリッジ５１
を移動させる。これにより、マスクＭ上のマスク側基準
マークＭ２〜Ｍ５に投影系モジュールＰＬ４、ＰＬ５が
対向した図７の状態となる。

【００３６】この状態で、不図示のシャッタが所定量開
放され照明光学系２３からマスクＭ上の投影系モジュー
ルＰＬ４、ＰＬ５の投影領域に対応する３つの台形状の
領域が照明されると、主制御部１８では投影系モジュー
ルＰＬ４、ＰＬ５によって基板側基準マークＰ２〜Ｐ５
上に投影されたマスク側基準マークＭ２〜Ｍ５の投影像
と、該投影像に対応する基板側基準マークＰ２〜Ｐ５と
の相対位置をセンサＳ２〜Ｓ５を用いて計測する。そし
て、これらのセンサＳ２〜Ｓ５の計測値に基づいて、上
記と同様にして投影系モジュールＰＬ４、ＰＬ５の投影
像の補正値（シフト、倍率、回転）を求める。

【００３７】そして、主制御部１８は、このようにして
求めた補正値に従い、投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５
にそれぞれ設けられた結像特性調整機構５８を介して投
影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５の結像特性をそれぞれ調
整する。これにより、マスクＭ上に形成された６つの基
準マークＭ１〜Ｍ６が対応する基板側基準マークＰ１〜
Ｐ６上に正確に投影されるように投影系モジュールＰＬ
１〜ＰＬ５の結像特性が較正される。このレンズキャリ
ブレーションにより、投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５
のディストーションはもちろん、マスクＭ上のパターン
の描画誤差も補正される。

【００３８】上記のようにレンズキャリブレーションが
終了した後、主制御部１８は露光準備に入る。すなわ
ち、主制御部１８は、露光開始準備コマンドを冷却装置
制御部２に送信し、冷却装置制御部２は当該コマンドを
受信する（ステップＳＴ５）と、レシピデータから露光
量及びそのレシピデータのマスクのパターン情報を読み
込み、露光量とマスクのパターン分布により投影系モジ
ュールＰＬ１〜ＰＬ５の各冷却用ファン４の風量を温度
センサ３で計測される温度に基づいて調整する（ステッ
プＳＴ６）。さらに、このとき、マスクパターンの濃淡
（パターンの疎密）により投影系モジュールＰＬ１〜Ｐ
Ｌ５に照射される熱量が異なるため、温度分布が一定と
なるようにマスクパターンに応じて各冷却用ファン４の
風量を調整する。

【００３９】次に、投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５の
温度調整が終了すると、主制御部１８により露光が実行
される（ステップＳＴ７）。露光が終了した際、露光し
たガラス基板Ｐがロットの最終プレートであるか否かの
判断が行われ（ステップＳＴ８）、最終プレートであれ
ば、露光はこのまま終了する（ステップＳＴ９）が、最
終プレートでなければ投影系モジュールＰＬ１〜ＰＬ５
の各温度センサ３により温度をモニタし（ステップＳＴ
１０）、規定値以上温度が変化していないかを確認する
（ステップＳＴ１１）。このとき、もし規定値以上に温
度が変化していた場合、改めて各投影系モジュールＰＬ
１〜ＰＬ５の冷却用ファン４の風量を再設定する（ステ
ップＳＴ１２）。例えば、規定値以上に温度が高くなっ
ていた場合は、冷却用ファン４の風量をアップさせる。

【００４０】そして、主制御部１８は、冷却用ファン４
の風量の再設定が終了するのを確認すると、次のガラス
基板Ｐの露光を行い、最終プレートを検出するまで露光
が続けられる。

【００４１】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。上記実施形態では、主制御部１８が露
光動作の状況に応じて、すなわち露光時と非露光時に行
うレンズキャリブレーション時との状況を区別して温度
調整機構１を制御したが、他の露光動作の状況に応じて
制御しても構わない。例えば、露光時と非露光時に行う
レチクルやガラス基板の搬送時との状況を区別して温度
調整機構を制御してもよい。

【００４２】また、上記実施形態では、投影系モジュー
ルの冷却機構として送風による冷却を行う冷却用ファン
を用いたが、他の冷却機構を採用しても構わない。例え
ば、冷却水をチューブに通してそのチューブで投影系モ
ジュールを冷却する機構を用いてもよい。この場合、冷
却調整は、チューブ内を通る冷却水の温度や流量を制御
することにより可能である。

【００４３】なお、本実施形態の露光装置として、マス
クと基板とを水平に保持した状態でマスクと基板とを同
期移動させ、マスクのパターンを基板に露光する走査型
露光装置に適用することができる。また、マスクと基板
とを静止した状態でマスクのパターンを露光し、基板を
順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型
の露光装置にも適用することができる。露光装置の用途
としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターン
を露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例
えば、半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製
造するための露光装置にも広く適当できる。

【００４４】本実施形態の露光装置の光源は、ｇ線（４
３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレー
ザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）のみならず、Ｘ線や電
子線などの荷電粒子線を用いることができる。例えば、
電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型の
ランタンヘキサボライト（LaB6）、タンタル（Ta）を用
いることができる。さらに、電子線を用いる場合は、マ
スクを用いる構成としてもよいし、マスクを用いずに直
接基板上にパターンを形成する構成としてもよい。

【００４５】投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍
および拡大系のいずれでもよい。投影光学系としては、
エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材とし
て石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ
２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系
の光学系にし（レチクルも反射型タイプのものを用い
る）、また、電子線を用いる場合には光学系として電子
レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればい
い。なお、電子線が通過する光路は真空状態にすること
はいうまでもない。

【００４６】ウエハステージやレチクルステージにリニ
アモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア
浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用い
た磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージ
は、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイド
を設けないガイドレスタイプでもよい。ステージの駆動
装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニットと電
機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石
ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側
（ベース）に設ければよい。

【００４７】ウエハステージの移動により発生する反力
は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているよ
うに、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃が
してもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装
置においても適用可能である。レチクルステージの移動
により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報
に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的
に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような
構造を備えた露光装置においても適用可能である。

【００４８】以上のように、本願実施形態の露光装置
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００４９】半導体デバイスは、図８に示すように、デ
バイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設
計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するス
テップ２０２、シリコン材料からウエハを製造するステ
ップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチク
ルのパターンをウエハに露光するウエハ処理ステップ２
０４、デバイス組み立てステップ（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）２０５、検査
ステップ２０６等を経て製造される。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の投影露光装置によれば、投影光学系の温度を調
整する温度調整機構と、露光動作の状況に応じて温度調
整機構を制御する制御機構とを備えているので、例え
ば、露光時や非露光時のレンズキャリブレーション時
等、露光動作の状況に応じて投影光学系の温度が調整さ
れて温度変化による投影光学系の変化を抑制し、長時間
露光等を行っても良好なレンズキャリブレーション及び
安定した露光等を行うことができる。

【００５１】また、本発明の投影露光装置では、複数の
前記投影光学系を備えている場合、温度調整機構が、投
影光学系毎にその温度を調整することにより、一つ一つ
の投影光学系に対応した温度調整ができ、投影光学系全
体として温度分布の均一性を高めることができる。

【００５２】さらに、本発明の投影露光装置では、前記
温度調整機構が、マスクのパターンに応じてマスクのパ
ターンに応じて各投影光学系の温度を調整することによ
り、マスクのパターンによって複数の投影光学系のうち
一部が過剰に暖められることを抑制することができる。

【００５３】また、本発明の投影露光装置では、前記温
度調整機構が、投影光学系の温度を計測する温度センサ
と、該温度センサで計測した前記温度に基づいて投影光
学系を冷却する冷却機構とを備えているので、温度セン
サで実測した正確な温度により、リアルタイムで高精度
な温度調整が可能である。

【００５４】また、本発明の投影露光装置では、前記制
御機構が、投影光学系の光学的調整時に冷却機構による
冷却を停止又は露光時より抑制することので、実際に露
光光が投影光学系にあたっていない光学的調整時に、冷
却機構による過剰な冷却を抑えることができる。

【００５５】また、本発明の投影露光装置では、前記制
御機構が、露光時に投影光学系の温度上昇に応じて冷却
機構による冷却の強弱を制御するので、一定の冷却能力
で温度調整する場合に比べて、より高精度にかつ迅速に
温度調整を行うことができる。

【００５６】また、本発明の投影露光装置では、前記冷
却機構が、冷却用ファンであり、前記制御機構が、冷却
用ファンの風量を制御するので、比較的安価でかつ簡易
な設備及び制御によって、容易に温度調整を行うことが
できる。

【００５７】本発明のデバイスの製造方法及びデバイス
の製造装置によれば、上記露光方法または上記露光装置
を備えるので、パージガスの消費量が低減でき、ランニ
ングコストを低減できるとともに、露光精度の向上によ
り高精度に半導体素子等のデバイスを製造でき、デバイ
スの品質及び信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る投影露光装置、及びマイクロデ
バイス並びにその製造方法の一実施形態において、マス
クとガラス基板とが一体的に走査移動される投影露光装
置の外観斜視図である。

【図２】 本発明に係る投影露光装置、及びマイクロデ
バイス並びにその製造方法の一実施形態において、投影
露光装置を構成する投影系モジュールの配置を示す外観
斜視図である。

【図３】 本発明に係る投影露光装置、及びマイクロデ
バイス並びにその製造方法の一実施形態において、マス
ク上のマスク側基準マークとこれに対応する基板側基準
マークとの位置関係およびこれらと各投影領域との位置
関係を示す図である。

【図４】 本発明に係る投影露光装置、及びマイクロデ
バイス並びにその製造方法の一実施形態において、温度
調整機構の構成を示すブロック図である。

【図５】 本発明に係る投影露光装置、及びマイクロデ
バイス並びにその製造方法の一実施形態において、露光
動作を示すフローチャートである。

【図６】 本発明に係る投影露光装置、及びマイクロデ
バイス並びにその製造方法の一実施形態において、セン
サにより撮像された画像の一例（Ａ）と別のセンサで撮
像された画像の一例（Ｂ）とを示す図である。

【図７】 本発明に係る投影露光装置、及びマイクロデ
バイス並びにその製造方法の一実施形態において、投影
系モジュールのキャリブレーションのための基準マーク
間の相対位置計測を説明するための図である。

【図８】 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフロ
ーチャート図である。

【符号の説明】

１ 温度調整機構 ２ 冷却装置制御部（制御機構） ３ 温度センサ ４ 冷却用ファン（冷却機構） １５ 投影露光装置 １８ 主制御部 ２６ 基板ステージ Ｐ ガラス基板（基板） ＰＬ１〜ＰＬ５ 投影系モジュール（投影光学系）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクのパターンを投影光学系を介して
   基板ステージ上の基板に投影し露光する投影露光装置で
   あって、 前記投影光学系の温度を調整する温度調整機構と、 露光動作の状況に応じて前記温度調整機構を制御する制
   御機構とを備えていることを特徴とする投影露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の投影露光装置におい
   て、 複数の前記投影光学系を備え、 前記温度調整機構は、前記投影光学系毎にその温度を調
   整することを特徴とする投影露光装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の投影露光装置におい
   て、 前記温度調整機構は、前記マスクのパターンに応じて前
   記各投影光学系の温度を調整することを特徴とする投影
   露光装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の投影
   露光装置において、 前記温度調整機構は、前記投影光学系の温度を計測する
   温度センサと、 該温度センサで計測した前記温度に基づいて前記投影光
   学系を冷却する冷却機構とを備えていることを特徴とす
   る投影露光装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の投影露光装置におい
   て、 前記制御機構は、前記投影光学系の光学的調整時に前記
   冷却機構による冷却を停止又は露光時より抑制すること
   を特徴とする投影露光装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載の投影露光装置に
   おいて、 前記制御機構は、露光時に前記投影光学系の温度上昇に
   応じて前記冷却機構による冷却の強弱を制御することを
   特徴とする投影露光装置。
7. 【請求項７】 請求項４から６のいずれかに記載の投影
   露光装置において、 前記冷却機構は、冷却用ファンであり、 前記制御機構は、前記冷却用ファンの風量を制御するこ
   とを特徴とする投影露光装置。
8. 【請求項８】 マスクのパターンを基板に転写する転写
   工程を経て製造されるマイクロデバイスであって、 請求項１から７のいずれかに記載の投影露光装置により
   前記転写工程が施されたことを特徴とするマイクロデバ
   イス。
9. 【請求項９】 マスクのパターンを基板に転写する転写
   工程を経て製造されるマイクロデバイスの製造方法であ
   って、 請求項１から７のいずれかに記載の投影露光装置により
   前記転写工程を行うことを特徴とするマイクロデバイス
   の製造方法。