JP2002190438A

JP2002190438A - 露光装置

Info

Publication number: JP2002190438A
Application number: JP2000389006A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Yasuda; 雅彦安田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】露光に関する処理に伴って発生される輻射熱
の影響を排除して所定の露光精度を維持する。【解決手段】露光に関する処理を行う処理部１１を用
いて、マスクのパターンを基板Ｗに露光する。露光に関
する処理に伴って処理部１１から発生する輻射熱を遮断
する遮断部２４、２６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示素子等の製造工程において、マスクのパターン像を
ウエハ等の感光基板上に投影露光する露光装置に関し、
特にモータ等、熱源となる処理部を有する露光装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスや液晶表示デバイスの製
造にあたっては、露光装置を用いてフォトマスクやレチ
クル（以下、レチクルという）に形成された微細なパタ
ーンの像をフォトレジスト等の感光剤を塗布した半導体
ウエハやガラスプレート等の感光基板（以下、ウエハと
いう）上に投影露光することが行われている。レチクル
のパターンは、例えば、ステップ・アンド・リピート方
式の露光装置を用い、レチクルとウエハとを高精度に位
置合わせ（アライメント）して、ウエハ上に既に形成さ
れているパターンに重ね合わせて投影露光される。

【０００３】この種の露光装置、特に投影光学系に支持
部材を介して支持されたオフ・アクシス方式のアライメ
ントセンサを備える露光装置では、フォトレジスト等の
感光剤を塗布したウエハを保持して二次元移動するウエ
ハステージ上に、基準となるマークを有する基準部材を
固設している。そして、この基準部材を用いることによ
り、オフアクシスアライメントセンサと投影光学系との
間の距離、いわゆるベースライン量を管理している。

【０００４】このベースライン量は、ウエハ上のアライ
メントマークをオフアクシスアライメントセンサでアラ
イメントして投影光学系の直下に送り込むときの基準量
となるものである。すなわち、上記ベースライン量を
Ｌ、ウエハ上の１ショット（被露光領域）の中心とウエ
ハ上のアライメントマークとの間隔をＸＰ、ウエハ上の
アライメントマークがオフアクシスアライメントセンサ
の指標マークと合致したときのウエハステージの位置を
Ｘとすると、ショット中心とレチクル中心とを合致させ
るためにはウエハステージを次式の位置に移動させれば
よい。（Ｘ−Ｌ−ＸＰ）または（Ｘ−Ｌ＋ＸＰ）

【０００５】上記のように、オフ・アクシス方式のアラ
イメントセンサを用いてウエハ上のアライメントマーク
位置を計測した後、ベースライン量に関する一定量だけ
ウエハステージＷＳを送り込むだけで、直ちにレチクル
のパターンをウエハ上のショット領域に正確に重ね合わ
せて露光することができる。このように、ベースライン
量は、フォトリソグラフィ工程において極めて重要な操
作量であるため、厳密に正確な計測値が要求されてい
る。

【０００６】ところが、露光装置内には、レチクルステ
ージやウエハステージ等を駆動するためのモータや、ア
ライメント光源、さらにはＣＣＤ等のセンサ等、露光に
関する処理に伴って熱源となる機器が各種設置されてお
り、これらの機器が発する熱に起因する熱膨張や熱変形
で投影光学系とアライメントセンサとの相対位置関係が
変動する、いわゆるベースライン変動が発生する可能性
がある。また、アライメントセンサに熱膨張や熱変形が
発生した場合、例えばアライメントセンサを構成するミ
ラーの位置や角度が変化することでハロゲンランプやＬ
ＥＤから照射されたビームの光軸がずれてマークの結像
位置が変動してしまい、精確なマーク位置計測に支障を
来す虞があった。

【０００７】特に、上記投影光学系やアライメントセン
サの構成部品には、インバー等、線膨張係数が小さい材
料が使用されているが、近年、半導体ウエハやガラスプ
レート等の感光基板の大型化に伴ってベースライン量が
大きくなっているため、僅かな熱変動に対してもベース
ライン量の変化が大きくなっている。そこで、ベースラ
イン量の変動を所定値以下に抑える方策として、線膨張
係数がより小さい材料を使用するか、あるいは温度変動
自体を極力抑える等、種々の提案がなされているが、線
膨張係数の小さい材料に関しては、現在１〜０．５ｐｐ
ｍ／Ｋの熱膨張率を有するものが使用されており、これ
以下の熱膨張率に抑えることは現状では困難である。

【０００８】そのため、従来の露光装置においては、チ
ャンバ内に光化学反応的に不活性なガスを温度制御した
状態で流通させる機構や、熱源となる機器に温度制御し
た冷媒を流通させる機構を設けることで温度変動自体を
抑制し、熱に起因するベースライン変動やアライメント
センサの計測精度低下を防止していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の露光装置には、以下のような問題が存在
する。ガスや冷媒を流通させることで熱伝導による温度
変動はある程度抑制できるが、熱源からの輻射熱により
投影光学系やアライメントセンサに温度変動が発生する
という問題があった。特に、上述したようにベースライ
ン量が大きくなるとともに、感光基板上に露光形成すべ
きパターンが微細になるに従って、輻射熱がベースライ
ン量やマーク位置計測等の露光精度に与える影響が無視
できないレベルになっていた。

【００１０】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、露光に関する処理に伴って発生される輻射
熱の影響を排除して所定の露光精度を維持できる露光装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図１ないし図３に対応
付けした以下の構成を採用している。本発明の露光装置
は、露光に関する処理を行う処理部（１１）を用いて、
マスク（Ｒ）のパターンを基板（Ｗ）に露光する露光装
置（１）において、露光に関する処理に伴って処理部
（１１）から発生する輻射熱を遮断する遮断部（２４、
２６、９ａ、１７ａ）を備えることを特徴とするもので
ある。

【００１２】従って、本発明の露光装置では、露光に関
する処理に伴って処理部（１１）から輻射熱が発生して
も、投影光学系（９）や検出装置としてのアライメント
センサ（１７）等に達する輻射熱を遮断部（２４、２
６、９ａ、１７ａ）が遮断するため、これら投影光学系
（９）やアライメントセンサ（１７）に熱変動が生じ
ず、ベースライン量やマーク位置計測に悪影響が及ぶこ
とを防止できる。この遮断部としては、処理部（１１）
を覆うカバー部材や、第２の処理部を被覆する被覆材に
適用可能である。また、遮断部は輻射熱を反射または吸
収することが好ましい。さらに、遮断部としてステージ
（１０）にメッキを施す構成も採用可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置の第１の
実施の形態を、図１および図２を参照して説明する。こ
こでは、例えば、ステップ・アンド・リピート型の露光
装置を用い、半導体デバイス製造用のウエハ上にレチク
ル上の回路パターンを露光する場合の例を用いて説明す
る。

【００１４】図１は、露光装置１の概略構成図である。
超高圧水銀ランプやエキシマレーザ等の光源２から射出
された照明光は、反射鏡３で反射されて露光に必要な波
長の光のみを透過させる波長選択フィルタ４に入射す
る。波長選択フィルタ４を透過した照明光は、オプティ
カルインテグレータ（フライアイレンズ、又はロッド）
５によって均一な強度分布の光束に調整されて、レチク
ルブラインド（視野絞り）６に到達する。レチクルブラ
インド６は、駆動系６ａによって開口Ｓを規定する複数
のブレードがそれぞれ駆動し、開口Ｓの大きさを変化さ
せて照明光によるレチクル（マスク）Ｒ上の照明領域を
設定するものである。

【００１５】レチクルブラインド６の開口Ｓを通過した
照明光は、反射鏡７で反射されてレンズ系８に入射す
る。このレンズ系８によってレチクルブラインド６の開
口Ｓの像がレチクルステージ２０上に保持されたレチク
ルＲ上に結像され、レチクルＲの所望領域が照明され
る。なお、図１では、これら波長選択フィルタ４、オプ
ティカルインテグレータ５、レチクルブラインド６、レ
ンズ系８により照明光学系が構成される。また、レチク
ルステージ２０は、投影光学系９の光軸と垂直な面内で
２次元移動可能であるとともに、レチクルステージ２０
（レチクルＲ）の位置及び回転量は不図示のレーザ干渉
計によって検出され、このレーザ干渉計の計測値（位置
情報）は、後述するステージ制御系１４、主制御系１
５、及びアライメント制御系１９にそれぞれ出力され
る。

【００１６】レチクルＲの照明領域に存在する回路パタ
ーン及び／又はアライメントマークの像は、レジストが
塗布されたウエハ（基板）Ｗ上に投影光学系９によって
結像される。これにより、ウエハステージ（ステージ）
１０上に載置されるウエハＷ上の特定領域（ショット領
域）にレチクルＲのパターン像及び／又はアライメント
マーク像が露光される。

【００１７】ウエハステージ１０は、ウエハＷを真空吸
着するウエハホルダ（不図示）を有するとともに、リニ
アモータ等の駆動装置１１によって、投影光学系９の光
軸と垂直で互いに直交するＸ方向及びＹ方向に移動され
る。これにより、投影光学系９に対してその像面側でウ
エハＷが２次元移動され、例えばステップ・アンド・リ
ピート方式（又はステップ・アンド・スキャン方式）
で、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパター
ン像が転写されることになる。

【００１８】また、ステージ移動座標系（直交座標系）
ＸＹ上でのウエハステージ１０（ウエハＷ）のＸ、Ｙ方
向の位置、及び回転量（ヨーイング量、ピッチング量、
ローリング量）は、ウエハステージ１０の端部に設けら
れた移動鏡（反射鏡）１２にレーザ光を照射するレーザ
干渉計１３によって検出される。レーザ干渉計１３の測
定値（位置情報）は、ステージ制御系１４、主制御系１
５、及びアライメント制御系１９にそれぞれ出力され
る。そして、移動鏡１２の反射面以外の面およびウエハ
ステージ１０（またはウエハホルダ）の上面は、反射率
の高い素材、例えばニッケル（リン）；ＮｉＰやクロ
ム；Ｃｒによりメッキ１２ａ、１０ａがそれぞれ施され
て被覆されている。なお、常温においては赤外線による
輻射が問題となるので、赤外波長域の反射率が高い素材
を用いることが有効である。

【００１９】ステージ制御系１４は、主制御系１５及び
レーザ干渉計１３などからの位置情報に基づいて、レチ
クルステージ２０、ウエハステージ１０を駆動（駆動処
理）する駆動装置（処理部、駆動手段）１１などを介し
てレチクルステージ２０及びウエハステージ１０の移動
をそれぞれ制御する。主制御系１５は、駆動系６ａを介
してレチクルブラインド６の開口Ｓの大きさや形状を制
御するとともに、アライメント制御系１９から出力され
るウエハＷ上のアライメントマークの位置情報に基づい
てＥＧＡ計算を行う他、装置全体を統括制御する。

【００２０】この露光装置１には、レチクルＲとウエハ
Ｗとの位置合わせ処理を行うために、例えばＴＴＲ（ス
ルー・ザ・レチクル）方式のレチクル・アライメントセ
ンサ１６およびオフアクシス方式のウエハ・アライメン
トセンサ（検出装置）１７が備えられている。

【００２１】レチクル・アライメントセンサ１６は、例
えば露光用照明光を用いてレチクルＲに形成された不図
示のアライメントマーク（マスクマーク）と投影光学系
９とを介して基準マーク部材１８上の基準マークを検出
する。露光光アライメント方式では、撮像素子（ＣＣ
Ｄ）を用いてレチクルＲのアライメントマークと基準マ
ークとをモニタに表示することで、その位置関係を直接
的に観察できる。基準マーク部材１８は、ウエハステー
ジ１０上に固定され、ウエハＷの表面と同じ高さに基準
マークが形成されている。

【００２２】レチクル・アライメントセンサ１６は、レ
チクルＲのアライメントマーク及び基準マークの撮像信
号をアライメント制御系１９に出力する。アライメント
制御系１９は、その撮像信号に基づいて両マークの位置
ずれ量を検出するとともに、レチクルステージ２０及び
ウエハステージ１０の位置をそれぞれ検出するレーザ干
渉計１３などの測定値も入力し、両マークの位置ずれ量
が所定値、例えば零となるときのレチクルステージ２０
及びウエハステージ１０の各位置を求める。これによ
り、ウエハステージ移動座標系ＸＹ上でのレチクルＲの
位置が検出される、換言すればレチクルステージ移動座
標系とウエハステージ移動座標系ＸＹとの対応付け（即
ち、相対位置関係の検出）が行われ、アライメント制御
系１９はその結果（位置情報）を主制御系１５に出力す
る。

【００２３】なお、アライメントセンサ１６には、アラ
イメント用照明光として単一波長のレーザビーム（Ｈｅ
−Ｎｅレーザなど）、多波長光、広帯域光、及び露光光
などのいずれを用いてもよいし（但し、露光光以外をア
ライメント照明光として用いる場合には、投影レンズで
発生する色収差を補正する公知の補正光学素子を、レチ
クルＲと投影光学系９との間、または投影光学系９の瞳
面近傍に配置する必要がある）、受光素子として撮像素
子やＳＰＤなどを用いてもよい。

【００２４】オフアクシス方式のウエハ・アライメント
センサ１７のアライメント方式としては、ＦＩＡ方式、
ＬＳＡ方式、ＬＩＡ方式または露光光を使用する露光光
アライメント方式を適用できる。ウエハ・アライメント
センサ１７には、ＬＳＡ方式、ＬＩＡ方式ではＳＰＤ等
の光電変換素子を使用し、ＦＩＡ方式ではＣＣＤカメラ
等の撮像素子を使用する。これらの方式のうち、本実施
の形態ではＦＩＡ方式を採用している。

【００２５】即ち、インバー等の線膨張係数が小さい素
材で形成された支持部材２１により投影光学系９に支持
されたウエハ・アライメントセンサ１７は、投影光学系
９とは別設される対物光学系を介して、ウエハＷ上のレ
ジストを感光させない波長域の照明光、例えば波長が５
５０〜７５０ｎｍ程度の広帯域光（ブロードバンド光）
をウエハＷ上のアライメントマークに照射するととも
に、その対物光学系を通して撮像素子（ＣＣＤ）の受光
面上に指標マークの像とともにそのアライメントマーク
の像を形成し、両マーク像の撮像信号（画像信号）をア
ライメント制御系１９に出力する。

【００２６】なお、ウエハ・アライメントセンサ１７に
おいては、各種光学素子や撮像素子、指標マーク等が、
インバー等の線膨張係数が小さい素材で形成された保持
部材（不図示）によって保持されている。同様に、投影
光学系９においても、投影レンズ等の各種光学素子がイ
ンバー等の線膨張係数が小さい素材で形成された鏡筒
（不図示）によって保持される。そして、一体的に形成
されたこれら投影光学系９、支持部材２１およびアライ
メントセンサ１７により投影系ユニット（第２の処理
部）２５が構成される。

【００２７】続いて、本露光装置１における温度制御機
構について説明する。露光装置１を構成する上記照明光
学系、レチクルステージ２０、投影光学系９、ウエハス
テージ１０、駆動装置１１、レーザ干渉計１３等は、不
図示のチャンバー内に設置されており、チャンバー内
は、光化学反応的に不活性なガスを温度制御した状態で
流通させる空調機２２（図２参照）によって所定の温度
範囲に収まるように温度制御が施されている。

【００２８】図２に示すように、輻射の熱源となる駆動
装置１１には、フロリナート等の液体媒体を温度調整し
た状態で流通させる液体温調機２３が接続されている。
また、駆動装置１１は、当該駆動装置１１と投影系ユニ
ット２５との間に配置されたカバー部材（遮断部）２４
によって、投影系ユニット２５に対して遮蔽されてい
る。このカバー部材２４は、ステンレスやアルミ等の反
射率が高い素材により断面コ字状に形成されることで、
ウエハステージ１０の上部（ウエハ載置部）や空調機２
２に対しても駆動装置１１を遮蔽している。

【００２９】また、投影系ユニット２５は、カバー部材
（遮断部）２６によって、ウエハステージ１０（すなわ
ちウエハＷ）および空調機２２に対して遮蔽されてい
る。このカバー部材２６は、カバー部材２４と同様に、
ステンレスやアルミ等の反射率が高い素材（輻射の影響
を受けにくい素材）により断面コ字状に形成されてい
る。なお、本例では、投影系ユニット２５全体をカバー
するようにしているが、アライメントセンサ１７のみを
カバーするようにしてもアライメントセンサの温度変動
を抑制することができる。

【００３０】上記の構成の露光装置の作用について以下
に説明する。露光処理に際しては、まずアライメントセ
ンサ１７がウエハＷ上に形成されたアライメントマーク
を撮像し、アライメント制御系１９が撮像されたアライ
メントマークの像と指標マークの像との位置ずれ量を計
測する。次いで、アライメント制御系１９は、レーザ干
渉計１３の測定値も入力してその位置ずれ量が所定値、
例えば零となるときのウエハステージ１０の位置をウエ
ハステージ移動座標系ＸＹ上でのアライメントマークの
座標値（位置情報）として求め、その位置情報を主制御
系１５に出力する。

【００３１】そして、主制御系１５は、アライメント制
御系１９から出力されるアライメントマークの位置情報
に基づいてＥＧＡ計算等の演算処理を行い、ウエハＷ上
の各ショット領域（基準点、例えばショットセンタ）の
位置情報（座標値）を算出するとともに、予め求めたウ
エハ・アライメントセンサ１７のベースライン量に基づ
いてその算出した座標値を補正し、この補正した座標値
をステージ制御系１４に出力する。ステージ制御系１４
は、主制御系１５からの位置情報に基づいて、駆動装置
１１を介してウエハステージ１０の移動を制御する。こ
れにより、例えばステップ・アンド・リピート方式（又
はステップ・アンド・スキャン方式）で、ウエハＷ上の
各ショット領域にレチクルＲのパターン像が投影光学系
９を介して精確に転写されることになる。

【００３２】ここで、駆動装置１１は、ウエハステージ
１０を駆動することにより発熱し、液体温調機２３によ
り温度上昇が抑制されるが、完全に抑えることができず
周囲の空気を暖めることになる。空気の温度上昇は空調
機２２によって抑えられるが、駆動装置１１の温度上昇
は空調機２２では抑えきれず、輻射熱として放出され
る。この輻射熱の中、投影系ユニット２５へ向かう輻射
熱は、カバー部材２４で反射される。また、反射した輻
射熱が乱反射して投影系ユニット２５へ向かった場合、
この輻射熱はカバー部材２６で遮断されるため、投影光
学系９やアライメントセンサ１７の温度上昇が阻止され
る。

【００３３】一方、アライメントセンサ１７によるマー
クの撮像時、マーク照明用光源やＣＣＤ等が発する熱が
輻射として放射されるが、カバー部材２６により反射さ
れるため、この輻射熱がウエハステージ１０に達するこ
とを阻止できる。また、駆動装置１１やアライメントセ
ンサ１７から発せられた輻射熱がウエハステージ１０に
到達した場合でも、ウエハステージ１０に被覆したメッ
キにより輻射熱が反射されるため、ウエハステージ１０
の温度上昇を阻止できる。

【００３４】以上説明したように、本実施の形態の露光
装置では、露光処理に伴って駆動装置１１やアライメン
トセンサ１７から発生する輻射熱をカバー部材２４、２
６により反射・遮断するので、輻射熱に起因して投影光
学系９やアライメントセンサ１７に温度変動が発生する
ことを防止できる。そのため、ベースライン量やマーク
位置計測精度に悪影響を及ぼすことを未然に防ぐことが
でき、所定の露光精度を維持することができる。

【００３５】また、本実施の形態の露光装置では、ウエ
ハステージ１０に反射率の高い素材でメッキ１０ａが施
されているので、反射した輻射熱がウエハステージ１０
に達してもウエハステージ１０に熱膨張や熱変形が生じ
ることを防止できる。結果として、ウエハＷの位置決め
精度や平面度が悪化することを防止できるため、パター
ンの転写精度や重ね合わせ精度を向上させることが可能
になる。加えて、本実施の形態では、移動鏡１２にも反
射率の高い素材でメッキ１２ａが施されているので、輻
射熱による温度変動に伴って移動鏡１２に曲がり等が発
生することを防止でき、ウエハステージ１０の位置決め
精度、すなわちウエハＷの位置決め精度を維持すること
ができる。

【００３６】なお、上記実施の形態では、駆動装置１１
を覆うカバー部材２４と、投影系ユニット２５を覆うカ
バー部材２６とを双方設ける構成としたが、これに限定
されるものではなく、いずれか一方のみ設ける構成とし
てもよい。この場合でも、駆動装置１１から放出されて
投影系ユニット２５へ至る輻射熱を遮断することができ
る。

【００３７】図３は、本発明の露光装置の第２の実施の
形態を示す図である。この図において、図１および図２
に示す第１の実施の形態の構成要素と同一の要素につい
ては同一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施
の形態と上記の第１の実施の形態とが異なる点は、輻射
熱を遮断する遮断部としてカバー部材の代わりに被覆材
を用いたことである。

【００３８】すなわち、図３に示すように、本実施の形
態では投影光学系９の外表面が、被覆材として反射率の
高い素材、例えばニッケル（リン）；ＮｉＰやクロム；
Ｃｒで形成された被覆材（遮断部）９ａにより被覆され
ている。同様に、アライメントセンサ１７の外表面も、
例えばニッケル（リン）；ＮｉＰやクロム；Ｃｒで形成
された被覆材（遮断部）１７ａにより被覆されている。
さらに、支持部材２１の外表面も同じ素材で形成された
被覆材２１ａで被覆されている。なお、上記被覆材に関
しても既述したメッキ材と同様に、赤外波長域の反射率
が高い素材を用いることが有効である。

【００３９】本実施の形態の露光装置では、駆動装置１
１から放出された輻射熱が投影系ユニット２５に到達す
るものの、被覆材９ａ、１７ａ、２１ａで反射されるた
め、上記輻射熱に起因して投影光学系９やアライメント
センサ１７に温度変動が生じることを防止でき、上記第
１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００４０】なお、上記実施の形態において、カバー部
材２４、２６により輻射熱をいずれも反射する構成とし
たが、これに限られず、熱を吸収する素材でカバー部材
を形成するとともに、これらのカバー部材に冷却機構を
付設させるような構成としてもよい。この場合も上記実
施の形態と同様の効果が得られる。

【００４１】また、上記実施の形態における被覆材は、
ウエハステージ１０の上面および移動鏡１２の反射面以
外の面と同様にメッキ処理を施す構成としても、塗装処
理を施す構成でもよい。同様に、ウエハステージ１０の
上面および移動鏡１２の反射面以外の面にメッキ１０
ａ、１２ａをそれぞれ施す構成としたが、これに限られ
ず、反射率の高い素材で塗装処理を施す構成としてもよ
い。

【００４２】また、上記実施の形態では、投影系ユニッ
ト２５に対する輻射熱を遮断するためにカバー部材２
４、２６を配設したり、被覆材９ａ、１７ａ、２１ａを
設けるとともに、ウエハステージ１０に対してメッキ１
０ａ、１２ａを設ける構成としたが、これに限定され
ず、レチクル・アライメントセンサ１６に対する輻射熱
を遮断するカバー部材や被覆材を設けたり、レチクルス
テージ２０に対してメッキを設ける構成も採用可能であ
り、熱的な変動を回避したい装置に対して広く適用でき
る。

【００４３】なお、本実施の形態の基板としては、半導
体デバイス用の半導体ウエハＷのみならず、液晶ディス
プレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用の
セラミックウェハ、あるいは露光装置で用いられるマス
クまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウェハ）
等が適用される。

【００４４】露光装置１としては、レチクルＲとウエハ
Ｗとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光し、
ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・
リピート方式の投影露光装置（ステッパー）の他に、レ
チクルＲとウェハＷとを同期移動してレチクルＲのパタ
ーンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の
走査型露光装置（スキャニング・ステッパー；USP5,47
3,410）にも適用することができる。

【００４５】露光装置１の種類としては、ウエハＷに半
導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装
置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製
造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣ
Ｄ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための
露光装置などにも広く適用できる。

【００４６】また、光源２として、超高圧水銀ランプか
ら発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．
ｎｍ）、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）、Ａｒ₂レーザ（１２６
ｎｍ）のみならず、電子線やイオンビームなどの荷電粒
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。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高調波
などを用いてもよい。例えば、ＤＦＢ半導体レーザ又は
ファイバーレーザから発振される赤外域又は可視域の単
一波長レーザを、例えばエルビウム（又はエルビウムと
イットリビウムの両方）がドープされたファイバーアン
プで増幅し、かつ非線形光学結晶を用いて紫外光に波長
変換した高調波を露光光として用いてもよい。なお、単
一波長レーザの発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍ
の範囲内とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍
高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザとほぼ同一波長とな
る紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍ
の範囲内とすると、１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０
倍高調波、即ちＦ２レーザとほぼ同一波長となる紫外光
が得られる。

【００４７】また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲか
ら発生する波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域、例えば
波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ(Extreme
Ultra Violet)光を露光光として用いてもよく、ＥＵＶ
露光装置では反射型レチクルが用いられ、かつ投影光学
系が複数枚（例えば３〜６枚程度）の反射光学素子（ミ
ラー）のみからなる縮小系となっている。さらに、硬Ｘ
線（例えば波長が１ｎｍ程度以下）を露光光として用い
てもよく、この露光装置ではプロキシミティ方式が採用
される。

【００４８】投影光学系９は、縮小系のみならず等倍系
および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系９は
屈折系、反射系、及び反射屈折系のいずれであってもよ
い。なお、露光光の波長が２００ｎｍ程度以下であると
きは、露光光が通過する光路を、露光光の吸収が少ない
気体（窒素、ヘリウムなどの不活性ガス）でパージする
ことが望ましい。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
ればよい。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。また、投影光学系９を用い
ることなく、レチクルＲとウエハＷとを近接させてレチ
クルＲのパターンを露光するプロキシミティ露光装置に
も適用可能である。

【００４９】ウエハステージ１０やレチクルステージ２
０にリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参
照）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よい。また、各ステージ１
０、２０は、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、
ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。

【００５０】各ステージ１０、２０の駆動機構として
は、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元に
コイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力に
より各ステージ１０、２０を駆動する平面モータを用い
てもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットと
のいずれか一方をステージ１０、２０に接続し、磁石ユ
ニットと電機子ユニットとの他方をステージ１０、２０
の移動面側に設ければよい。

【００５１】ウエハステージ１０の移動により発生する
反力は、投影光学系９に伝わらないように、特開平８−
１６６４７５号公報（USP5,528,118）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。レチクルステージ２０の移動により発生
する反力は、投影光学系９に伝わらないように、特開平
８−３３０２２４号公報（USP 6,020,710）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。

【００５２】以上のように、本願実施形態の露光装置１
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。

【００５３】半導体デバイスは、図４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１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
２０４、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。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る露
光装置は、遮断部が露光に関する処理に伴って前記処理
部から発生する輻射熱を遮断する構成となっている。こ
れにより、この露光装置では、ベースライン量やマーク
位置計測精度に悪影響を及ぼすことを未然に防ぐことが
できるため、所定の露光精度を維持することができ、パ
ターンの転写精度や重ね合わせ精度が向上するという効
果が得られる。

【００５５】請求項２に係る露光装置は、遮断部が処理
部を覆うカバー部材である構成となっている。これによ
り、この露光装置では、処理部から放射される輻射熱を
カバー部材が遮断してベースライン量やマーク位置計測
精度に悪影響を及ぼすことを未然に防ぐことができるた
め、所定の露光精度を維持することができ、パターンの
転写精度や重ね合わせ精度が向上するという効果が得ら
れる。

【００５６】請求項３に係る露光装置は、遮断部が処理
部と、該処理部とは異なる第２の処理部との間に配置さ
れる構成となっている。これにより、この露光装置で
は、処理部から放射される輻射熱に起因する第２の処理
部の温度変動を未然に回避できるという効果が得られ
る。

【００５７】請求項４に係る露光装置は、遮断部が処理
部とは異なる第２の処理部を被覆する被覆材である構成
となっている。これにより、この露光装置では、処理部
から放射される輻射熱に起因する第２の処理部の温度変
動を未然に回避できるという効果が得られる。

【００５８】請求項５に係る露光装置は、第２の処理部
がパターンの像を基板上に投影する投影光学系を有する
構成となっている。これにより、この露光装置では、温
度変動によりパターンの投影精度が悪化することを防止
でき、パターンの転写精度や重ね合わせ精度が向上する
という効果が得られる。

【００５９】請求項６に係る露光装置は、第２の処理部
がマスクまたは基板の位置情報を検出する検出装置を有
する構成となっている。これにより、この露光装置で
は、温度変動によりマスクまたは基板の位置情報に対す
る検出精度が悪化することを防止でき、パターンの転写
精度や重ね合わせ精度が向上するという効果が得られ
る。

【００６０】請求項７に係る露光装置は、遮断部が輻射
熱を反射または吸収する構成となっている。これによ
り、この露光装置では、輻射熱を反射または吸収するこ
とで、ベースライン量やマーク位置計測精度に悪影響を
及ぼすことを未然に防ぐことができるという効果が得ら
れる。

【００６１】請求項８に係る露光装置は、処理部が基板
を保持するステージを駆動する駆動手段である構成とな
っている。これにより、この露光装置では、ステージ駆
動に伴う輻射熱を遮断することで、ベースライン量やマ
ーク位置計測精度に悪影響を及ぼすことを未然に防ぐこ
とができるという効果が得られる。

【００６２】請求項９に係る露光装置は、ステージに輻
射熱を反射するメッキが施される構成となっている。こ
れにより、この露光装置では、ステージに熱膨張や熱変
形が生じて基板の位置決め精度や平面度が悪化すること
を防止できるため、パターンの転写精度や重ね合わせ精
度が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す露光装置
の概略構成図である。

【図２】同露光装置の要部の概略構成図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す露光装置
の要部の概略構成図である。

【図４】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】

Ｒレチクル（マスク）Ｗウエハ（基板）１露光装置９投影光学系９ａ、１７ａ被覆材（遮断部）１０ウエハステージ（ステージ）１０ａ、１２ａメッキ１１駆動装置（処理部、駆動手段）１７ウエハ・アライメントセンサ（検出装置）２１支持部材２４、２６カバー部材（遮断部）２５投影系ユニット（第２の処理部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光に関する処理を行う処理部を用い
て、マスクのパターンを基板に露光する露光装置におい
て、前記露光に関する処理に伴って前記処理部から発生する
輻射熱を遮断する遮断部を備えることを特徴とする露光
装置。
【請求項２】請求項１記載の露光装置において、前記遮断部は、前記処理部を覆うカバー部材であること
を特徴とする露光装置。
【請求項３】請求項１または２記載の露光装置にお
いて、前記遮断部は、前記処理部と、該処理部とは異なる第２
の処理部との間に配置されることを特徴とする露光装
置。
【請求項４】請求項１または２記載の露光装置にお
いて、前記遮断部は、前記処理部とは異なる第２の処理部を被
覆する被覆材であることを特徴とする露光装置。
【請求項５】請求項３または４記載の露光装置にお
いて、前記第２の処理部は、前記パターンの像を前記基板上に
投影する投影光学系を有することを特徴とする露光装
置。
【請求項６】請求項３または４記載の露光装置にお
いて、前記第２の処理部は、前記マスクまたは前記基板の位置
情報を検出する検出装置を有することを特徴とする露光
装置。
【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の露
光装置において、前記遮断部は、前記輻射熱を反射または吸収することを
特徴とする露光装置。
【請求項８】請求項１から７のいずれかに記載の露
光装置において、前記処理部は、前記基板を保持するステージを駆動する
駆動手段であることを特徴とする露光装置。
【請求項９】請求項８記載の露光装置において、前記ステージには、前記輻射熱を反射するメッキが施さ
れていることを特徴とする露光装置。