JP2625076B2 - Projection exposure method and apparatus - Google Patents

Projection exposure method and apparatus

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JP2625076B2
JP2625076B2 JP5295865A JP29586593A JP2625076B2 JP 2625076 B2 JP2625076 B2 JP 2625076B2 JP 5295865 A JP5295865 A JP 5295865A JP 29586593 A JP29586593 A JP 29586593A JP 2625076 B2 JP2625076 B2 JP 2625076B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は環境気圧の変動に伴う投
影倍率、焦点位置の変動を防止して高精度なパターン投
影を可能にした投影露光方法およびその装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure method and apparatus capable of preventing a change in a projection magnification and a focal position caused by a change in an atmospheric pressure and enabling a highly accurate pattern projection.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にIC、LSI等の半導体装置の製
造工程では、所謂フォトリソグラフィ技術が利用されて
おり、レチクルやフォトマスクのパターンを夫々写真技
術を用いてフォトマスク原板や半導体ウェーハ表面に転
写している。そして、近年では半導体装置の素子パター
ンの微細化、高集積化に伴って転写されるパターンのサ
イズもますます微小化される傾向にあり、したがってパ
ターン転写を行う光学系にも1:5、1:10等の縮小
型の投影露光装置が多用されて来ている(工業調査会発
行、電子材料1983年別冊、P97〜P104)。
2. Description of the Related Art Generally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as ICs and LSIs, a so-called photolithography technique is used, and a reticle and a photomask pattern are respectively transferred to a photomask original plate or a semiconductor wafer surface using the photographic technique. doing. In recent years, with the miniaturization and high integration of the element pattern of a semiconductor device, the size of a pattern to be transferred tends to be further miniaturized. : 10, etc., have been widely used (published by the Industrial Research Institute, Electronic Materials 1983 separate volume, pp. 97-104).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の投
影露光装置を用いて本発明者が種々のパターン転写を行
ってきたところ、転写されるパターンの縮小倍率が日に
よって微小に変動し、かつこれと共に焦点位置も微小に
変動することが判明した。この変動は投影露光装置を設
置している作業所(クリーンルーム)内の温度、湿度を
一定に保っても、また光源の波長の安定化を確保しても
発生することが明らかとなった。
The inventors of the present invention have performed various types of pattern transfer using this type of projection exposure apparatus. As a result, the reduction ratio of the transferred pattern fluctuates minutely from day to day, and At the same time, it was found that the focal position also slightly fluctuated. It has been clarified that this fluctuation occurs even when the temperature and humidity in the work place (clean room) where the projection exposure apparatus is installed are kept constant and the wavelength of the light source is stabilized.

【0004】このようなことから、本発明者が種々の実
験を繰り返して縮小(転写)倍率の変動原因について検
討したところ、次のような一つの結果を得ることができ
た。即ち、パターンの縮小率の変動を日毎に測定する一
方で、その日の大気圧を測定しこれらの相関を求めたと
ころ、図1に示す関係が求められた。図に示すグラフは
横軸に大気圧をとり縦軸に縮小率をとったもので、多数
のデータをプロット(図には一部のデータのみをプロッ
ト)することにより略1次式で示される相関、つまり大
気圧(P)と縮小変動率(M)は、M=Kp・P+Cp
で示される関係式を満足することが判明した。ここで、
Kp,Cpは光学系の特性により定まる定数である。ま
た、縮小率(M)は図1に示すようにパターン寸法13.
5mmに対する寸法変化量で定義されている。
[0004] From the above, the present inventor repeatedly conducted various experiments and examined the cause of the fluctuation of the reduction (transfer) magnification. As a result, the following result was obtained. That is, while the fluctuation of the pattern reduction rate was measured every day, the atmospheric pressure on that day was measured and their correlation was obtained, and the relationship shown in FIG. 1 was obtained. The graph shown in the figure is obtained by plotting the atmospheric pressure on the horizontal axis and the reduction ratio on the vertical axis, and is represented by a substantially linear equation by plotting a large number of data (only a part of the data is plotted in the figure). The correlation, that is, the atmospheric pressure (P) and the reduction fluctuation rate (M), is M = Kp · P + Cp
It has been found that the following relational expression is satisfied. here,
Kp and Cp are constants determined by the characteristics of the optical system. In addition, the reduction ratio (M) is, as shown in FIG.
It is defined as the amount of dimensional change for 5 mm.

【0005】このことから、本発明者は縮小変動率と気
圧との関係についてさらに検討を加え、大気圧の変動に
伴うクリーンルーム(チャンバ)内の気圧変動と縮小率
変動およびそのときの焦点位置の変動について相関を求
めてみた。この結果、図2および図3に夫々示すように
クリーンルーム内の圧力と縮小率変動との間にも大気圧
と同様の相関が確認でき、また焦点変動の若干の幅はあ
るものの略同様の相関の存在が認められた。
Accordingly, the present inventor has further studied the relationship between the reduction fluctuation rate and the atmospheric pressure, and has examined the fluctuation of the atmospheric pressure and the reduction rate in the clean room (chamber) due to the fluctuation of the atmospheric pressure, and the focus position at that time. I tried to find the correlation for the variation. As a result, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, a correlation similar to the atmospheric pressure can be confirmed between the pressure in the clean room and the variation in the reduction ratio. Was observed.

【0006】なお、クリーンルームは大気圧よりも若干
(略1mb)高圧に保つことにより大気中の塵埃がクリー
ンルーム内に侵入することを防止している。
The clean room is maintained at a slightly higher pressure (approximately 1 mb) than the atmospheric pressure to prevent dust in the atmosphere from entering the clean room.

【0007】本発明の目的は、本発明者による前述の検
討結果に基づいて、大気圧ないし投影露光装置の環境気
圧の変動にかかわらず転写パターンの縮小率等投影倍率
の変動を防止し、かつこれと共に焦点位置の変動を防止
し、これにより転写パターンの寸法精度および合わせ精
度を向上して高精度なパターン転写を可能にした投影露
光方法およびその装置を提供することにある。
An object of the present invention is to prevent a change in projection magnification such as a reduction ratio of a transfer pattern irrespective of a change in atmospheric pressure or an ambient pressure of a projection exposure apparatus, based on the above-mentioned examination results by the inventor, and It is another object of the present invention to provide a projection exposure method and a projection exposure method that prevent a change in a focal position, thereby improving the dimensional accuracy and alignment accuracy of a transfer pattern and enabling highly accurate pattern transfer.

【0008】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0010】すなわち、請求項1の発明は、半導体ウェ
ーハが載置されるテーブルと、照明光学系と、所望の転
写パターンを有するレチクルと、複数のレンズを含むレ
ンズ群からなり、前記転写パターンを前記半導体ウェー
ハの一主面に投影する投影光学系と、前記レチクルまた
は前記投影光学系における前記レチクル側の前記レンズ
を移動させることで前記半導体ウェーハに対する前記転
写パターンの投影倍率を調整する倍率調整機構と、前記
投影光学系の前記半導体ウェーハに対する焦点位置を調
整する焦点位置調整機構とを有する縮小投影露光装置を
用いた縮小投影露光方法であって、大気圧または前記縮
小投影露光装置の環境気圧の変動を検出する第1の段階
と、前記大気圧または環境気圧の変動に応じて前記投影
光学系と前記テーブルとの距離を相対的に変化させる焦
点位置調整機構により、前記倍率調整機構による前記投
影倍率の調整操作とは独立に、前記投影光学系の前記半
導体ウェーハに対する焦点位置を調整する操作を行う第
2の段階と、前記レチクルの前記転写パターンを前記半
導体ウェーハに転写する第3の段階とからなることを特
徴とするものである。
That is, the invention of claim 1 comprises a table on which a semiconductor wafer is mounted, an illumination optical system, a reticle having a desired transfer pattern, and a lens group including a plurality of lenses. A projection optical system that projects onto one main surface of the semiconductor wafer, and a magnification adjustment mechanism that adjusts a projection magnification of the transfer pattern onto the semiconductor wafer by moving the reticle or the lens on the reticle side of the projection optical system. And a focus position adjusting mechanism for adjusting a focus position of the projection optical system with respect to the semiconductor wafer. A first step of detecting a change, and the projection optical system and the table in accordance with the change of the atmospheric pressure or the ambient pressure. A focus position adjusting mechanism for relatively changing the distance from the projection optical system, the operation of adjusting the focus position of the projection optical system with respect to the semiconductor wafer independently of the operation of adjusting the projection magnification by the magnification adjusting mechanism. And a third step of transferring the transfer pattern of the reticle to the semiconductor wafer.

【0011】また、請求項2記載の発明は、半導体ウェ
ーハが載置されるテーブルと、照明光学系と、所望の転
写パターンを有するレチクルと、複数のレンズを含むレ
ンズ群からなり、前記転写パターンを前記半導体ウェー
ハの一主面に投影する投影光学系と、前記レチクルまた
は前記投影光学系における前記レチクル側の前記レンズ
を移動させることで前記半導体ウェーハに対する前記転
写パターンの投影倍率を調整する倍率調整機構と、前記
投影光学系の前記半導体ウェーハに対する焦点位置を調
整する焦点位置調整機構と、大気圧または設置環境の環
境気圧の変動を検出する気圧計と、前記気圧計によって
検出された前記大気圧または環境気圧の変動量に応じ
て、前記投影光学系と前記テーブルとの距離を相対的に
変化させることにより、前記倍率調整機構による前記投
影倍率の調整とは独立に、前記投影光学系の前記半導体
ウェーハに対する焦点位置を調整する焦点位置調整機構
を作動させる制御部とを備えたことを特徴とする縮小投
影露光装置である。
The invention according to claim 2 comprises a table on which a semiconductor wafer is mounted, an illumination optical system, a reticle having a desired transfer pattern, and a lens group including a plurality of lenses. A projection optical system that projects the projection pattern onto one main surface of the semiconductor wafer, and a magnification adjustment that adjusts a projection magnification of the transfer pattern with respect to the semiconductor wafer by moving the reticle or the lens on the reticle side in the projection optical system. A mechanism, a focus position adjusting mechanism for adjusting a focus position of the projection optical system with respect to the semiconductor wafer, a barometer for detecting a change in atmospheric pressure or an environmental pressure of an installation environment, and the atmospheric pressure detected by the barometer Alternatively, the distance between the projection optical system and the table is relatively changed in accordance with the fluctuation amount of the ambient pressure. A control section for operating a focal position adjusting mechanism for adjusting a focal position of the projection optical system with respect to the semiconductor wafer independently of the adjustment of the projection magnification by the magnification adjusting mechanism. An exposure apparatus.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】(実施例1)図4および図5は本発明の一
実施例の投影露光装置を示す。図において、1は投影露
光装置の露光機本体であり、内部には光源2、コンデン
サレンズ3を有する照明光学系4と、この照明光学系4
により照明されるレチクル5等の転写パターン、および
これを投影結像するレンズ群6を有する投影光学系7を
備えている。また、詳細は省略するが、投影像のフォー
カス(焦点)設定やアライメント(平面位置)設定を行
うための光学系8も内装される。前記投影光学系7は図
5に拡大して示すように鏡筒9の上端のレチクル支持枠
10を取着し、また下端よりの位置をフレーム11に嵌
合している。前記レチクル支持枠10は図6の平面構造
のように2点P1 ,P2 において弾性リング板12に取
着され、かつこの弾性リング板12を介して2点P3
4 において前記鏡筒9に取着されており、これにより
弾性リング板12の弾性変形によってレチクル支持枠1
0は鏡筒9に対して光軸方向に微小移動できる。そし
て、周囲3点P5 ,P6 ,P7 においてレチクル支持枠
10と、鏡筒9に一体的に螺合させた調整ねじ13との
間にボール14,15を介して圧電素子16を光軸方向
に介在させている。この圧電素子16には所要の電極を
設けてリード線17を接続し、このリード線17を通じ
て通電を行うことにより、通電量に応じて光軸方向に伸
縮変形される。
(Embodiment 1) FIGS. 4 and 5 show a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an exposure machine main body of a projection exposure apparatus, in which an illumination optical system 4 having a light source 2 and a condenser lens 3 therein;
And a projection optical system 7 having a lens group 6 for projecting and imaging the transfer pattern of the reticle 5 and the like illuminated by. Although not described in detail, an optical system 8 for setting focus (focus) and alignment (planar position) of the projection image is also provided. The projection optical system 7 has a reticle support frame 10 at the upper end of the lens barrel 9 attached thereto as shown in an enlarged view in FIG. The reticle support frame 10 is two points P 1 as in the planar structure of Figure 6, the P 2 is attached to the elastic ring plate 12, and the elastic ring plate 12 two points P 3 via,
At P 4 , the reticle support frame 1 is attached to the lens barrel 9 by the elastic deformation of the elastic ring plate 12.
Numeral 0 can move slightly with respect to the lens barrel 9 in the optical axis direction. Then, at three surrounding points P 5 , P 6 , and P 7 , the piezoelectric element 16 is illuminated via balls 14 and 15 between the reticle support frame 10 and the adjusting screw 13 screwed integrally with the lens barrel 9. It is interposed in the axial direction. The piezoelectric element 16 is provided with required electrodes and connected to a lead wire 17, and by conducting electricity through the lead wire 17, the piezoelectric element 16 expands and contracts in the optical axis direction according to the amount of electricity.

【0014】また、前記レンズ群6を有する鏡筒9もフ
レーム11に対して光軸方向に移動できるように構成し
ており、これにはフレーム11側に設けてモータ18に
より軸転されるスクリュシャフト19と、鏡筒9側に設
けてこのスクリュシャフト19に螺合するスクリュナッ
ト20とからなる構体が採用されており、スクリュシャ
フト19の軸転に伴ってレンズ群6およびレチクル支持
枠10は光軸方向に移動される。これにより、前記レチ
クル支持枠10における構体とこのレンズ群6における
構体とでレチクル5、レンズ群6、さらに後述するウェ
ーハ間の距離、つまり光路長を設定する光路長設定部を
構成することになる。
A lens barrel 9 having the lens group 6 is also configured to be movable in the optical axis direction with respect to the frame 11, and includes a screw provided on the frame 11 side and rotated by a motor 18. A structure including a shaft 19 and a screw nut 20 provided on the lens barrel 9 side and screwed to the screw shaft 19 is employed. As the screw shaft 19 rotates, the lens group 6 and the reticle support frame 10 are moved. It is moved in the optical axis direction. Thus, the structure in the reticle support frame 10 and the structure in the lens group 6 constitute an optical path length setting unit that sets a distance between the reticle 5, the lens group 6, and a wafer, which will be described later, that is, an optical path length. .

【0015】前記露光機本体1の下方には、X,Yテー
ブル21を配置し、このX,Yテーブル21上には前記
レチクル5のパターンを縮小して投影する半導体ウェー
ハ22を搭載している。
An X, Y table 21 is arranged below the exposure machine main body 1, and a semiconductor wafer 22 for reducing and projecting the pattern of the reticle 5 is mounted on the X, Y table 21. .

【0016】一方、露光機本体1およびX,Yテーブル
21を含む環境、通常ではクリーンルーム内の気圧を検
出する気圧計23をその近傍に配置し、かつこの気圧計
23の検出信号に基づいて前記光路長設定部を制御する
制御部24を設けている。この制御部24は投影倍率補
正演算回路25、倍率ドライバ26、焦点位置補正演算
回路27、焦点ドライバ28を有し、前記気圧計23に
よる環境気圧に応じて前記圧電素子16およびモータ1
8への通電量を変化制御することができる。
On the other hand, a barometer 23 for detecting the barometric pressure in an environment including the exposure machine main body 1 and the X and Y tables 21, usually in a clean room, is disposed in the vicinity thereof, and based on a detection signal of the barometer 23, A control unit 24 for controlling the optical path length setting unit is provided. The control unit 24 includes a projection magnification correction calculation circuit 25, a magnification driver 26, a focus position correction calculation circuit 27, and a focus driver 28. The piezoelectric element 16 and the motor 1 are controlled in accordance with the atmospheric pressure by the barometer 23.
8 can be changed and controlled.

【0017】以上の構成によれば、光学系8の作用によ
って通常のフォーカス設定やアライメント設定が行われ
るが、これと同時に気圧計23で環境気圧を検出する。
そして、この気圧が予定された気圧よりも低いと、空気
の密度が小さくなるためレンズ群6における実質的な焦
点距離が小さくなり、実質的な投影パターン像の投影倍
率が小さくなり、また焦点位置が小さくなる状態とな
る。このため、投影倍率補正演算回路25では、図1お
よび図2に示したような相関に基づいて、レンズ群6と
レチクル5との距離を減少させて同一の倍率が得られる
ような補正寸法を算出し、これに基づいて倍率ドライバ
26を作動させる。倍率ドライバ26の作用によって圧
電素子16には所要の電流が通電されこれに応じて素子
16は短縮(または伸長)する。素子16の短縮に伴っ
てレチクル支持枠10は鏡筒9に対して下方へ移動さ
れ、これによりレチクル5とレンズ群6との距離、つま
り気圧変化に対する実質的な投影倍率を一定に保つこと
ができる。さらに、これと同時に焦点位置補正演算回路
27が気圧に基づいて焦点位置の補正量を算出し、焦点
ドライバ28を作動させてモータ18を駆動すればレン
ズ群6は軸方向に移動され、前述の動作と共に焦点位置
を実質的に一定のものとする。気圧が予定圧よりも高い
場合にはレチクル5やレンズ群6は前述と逆方向に移動
され、この場合にも実質的に倍率と焦点位置を一定のも
のとする。
According to the above configuration, normal focus setting and alignment setting are performed by the action of the optical system 8, and at the same time, the atmospheric pressure is detected by the barometer 23.
If the air pressure is lower than the predetermined air pressure, the density of the air becomes small, so that the substantial focal length in the lens group 6 becomes small, the projection magnification of the substantial projection pattern image becomes small, and the focal position becomes small. Becomes smaller. For this reason, the projection magnification correction arithmetic circuit 25 reduces the distance between the lens group 6 and the reticle 5 based on the correlation as shown in FIGS. The calculation is performed, and the magnification driver 26 is operated based on the calculated value. A required current is supplied to the piezoelectric element 16 by the operation of the magnification driver 26, and the element 16 shortens (or expands) accordingly. As the element 16 is shortened, the reticle support frame 10 is moved downward with respect to the lens barrel 9, whereby the distance between the reticle 5 and the lens group 6, that is, the substantial projection magnification with respect to a change in atmospheric pressure is kept constant. it can. Further, at the same time, the focus position correction calculation circuit 27 calculates the correction amount of the focus position based on the atmospheric pressure, and operates the focus driver 28 to drive the motor 18 to move the lens group 6 in the axial direction. The focal position is kept substantially constant with the operation. When the atmospheric pressure is higher than the predetermined pressure, the reticle 5 and the lens group 6 are moved in the opposite direction to the above, and also in this case, the magnification and the focal position are kept substantially constant.

【0018】この結果、大気圧はもとよりクリーンルー
ム等の投影露光装置の環境気圧の変化にもかかわらず投
影光学系におけるレチクル5、レンズ群6、ウェーハ2
2間の実質的な倍率と焦点位置を常に一定に保持するこ
とができるので、投影倍率の変動を防いで倍率の安定化
を図り、高精度なパターン転写を達成することができ
る。投影倍率の安定化と共に焦点位置を最適位置に設定
して良好な投影パターンが得られることは言うまでもな
い。
As a result, the reticle 5, the lens group 6, and the wafer 2 in the projection optical system are changed irrespective of the atmospheric pressure as well as the environmental pressure of the projection exposure apparatus such as a clean room.
Since the substantial magnification and the focal position between the two can always be kept constant, the fluctuation of the projection magnification can be prevented, the magnification can be stabilized, and high-precision pattern transfer can be achieved. It goes without saying that a good projection pattern can be obtained by stabilizing the projection magnification and setting the focal position to the optimum position.

【0019】(実施例2)図7は本発明の他の実施例を
示す。
(Embodiment 2) FIG. 7 shows another embodiment of the present invention.

【0020】図中、図4における実施例と同一部分には
同一符号を付している。本例では、レンズ群6のうちレ
チクルに接近している移動レンズ39が移動レンズ支持
体40に保持されている。鏡筒9と移動レンズ支持体4
0の間に圧電素子16を光軸方向に介在させている。こ
の圧電素子16には所要の電極を設けてリード線を接続
し、このリード線を通して通電を行うことにより、通電
量に応じて光軸方向に伸縮変形される。
In the figure, the same parts as those of the embodiment in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. In this example, the moving lens 39 of the lens group 6 that is approaching the reticle is held by the moving lens support 40. Lens barrel 9 and movable lens support 4
0, the piezoelectric element 16 is interposed in the optical axis direction. The piezoelectric element 16 is provided with a required electrode and connected to a lead wire, and by conducting electricity through the lead wire, the piezoelectric element 16 is expanded and contracted in the optical axis direction in accordance with the amount of electricity.

【0021】一般に光束がパターン面に対して垂直に入
射するテレセントリックの投影光学系においては、レチ
クルの上下により倍率の補正を行うことが困難となる。
このようなテレセントリックな投影光学系においては、
レチクルに接近したレンズがあり、このレンズを光軸方
向に移動することにより、縮小率を変化させることが可
能である。気圧による縮小率変動は、気圧計23で気圧
を検出し、気圧に応じて移動レンズ39を光軸方向に移
動することにより、一定とすることができる。
Generally, in a telecentric projection optical system in which a light beam is incident perpendicular to the pattern surface, it is difficult to correct the magnification by moving the reticle up and down.
In such a telecentric projection optical system,
There is a lens close to the reticle, and it is possible to change the reduction ratio by moving this lens in the optical axis direction. The reduction rate fluctuation due to the atmospheric pressure can be made constant by detecting the atmospheric pressure with the barometer 23 and moving the movable lens 39 in the optical axis direction according to the atmospheric pressure.

【0022】[0022]

【発明の効果】【The invention's effect】

(1).投影露光装置の環境気圧の変動を検出し、この検出
値に応じて投影露光系の実質的な屈折率が変動されない
ように安定に保持制御しているので、従来の環境気圧の
変動に伴う投影倍率の変動および焦点位置の変動を防止
してこれらを安定に制御でき、これにより高精度のパタ
ーン転写を可能にする。
(1) .A change in the atmospheric pressure of the projection exposure apparatus is detected, and stable control is performed so that the substantial refractive index of the projection exposure system does not fluctuate according to the detected value. A change in projection magnification and a change in focal position due to the change can be prevented and these can be stably controlled, thereby enabling highly accurate pattern transfer.

【0023】(2).環境気圧を検出する圧力検出部と、投
影露光系における実質的な光路長の設定部と、圧力検出
部の検出値に基づいて光路長設定部における屈折率を一
定に制御する制御部とで構成しているので、環境気圧に
よる実質的屈折率の制御をリアルタイムで行うことがで
き、投影倍率の安定化を高い精度で制御できる。
(2) A pressure detecting section for detecting the atmospheric pressure, a substantial optical path length setting section in the projection exposure system, and a constant refractive index in the optical path length setting section based on the detected value of the pressure detecting section. Since the control unit is configured with a control unit for controlling, a substantial refractive index can be controlled in real time by the atmospheric pressure, and the stabilization of the projection magnification can be controlled with high accuracy.

【0024】(3).光路長設定部はレンズ、レチクル、ウ
ェーハ間の距離を環境気圧の変動に応じて変化させて実
質的に一定に設定しているので、高速、高精度の倍率制
御が可能とされ、更にレチクルの支持角度の調節を行う
ことができるので、台形歪の調整も可能である。
(3) Since the optical path length setting section changes the distance between the lens, the reticle and the wafer in accordance with the fluctuation of the atmospheric pressure and sets it to be substantially constant, high-speed and high-accuracy magnification control is achieved. Since it is possible to further adjust the reticle support angle, it is possible to adjust trapezoidal distortion.

【0025】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.

【0026】たとえば、圧力検出部は大気圧を検出して
もよく、この大気圧と、予め求められた投影露光装置の
環境(クリーンルーム)との圧力差から環境気圧を検出
してもよい。または、直接大気圧で制御するようにして
もよい。
For example, the pressure detecting section may detect the atmospheric pressure, and may detect the atmospheric pressure from the pressure difference between the atmospheric pressure and a predetermined environment (clean room) of the projection exposure apparatus. Alternatively, control may be performed directly at atmospheric pressure.

【0027】一方、光路長を一定に保つ設定部として
は、投影光学系における温度または湿度を制御すること
により鏡筒の熱膨張による光路長変化、光学系内の水蒸
気によるレンズ焦点距離の変化を行わせ、結果として実
質的光路中の一定化を達成する方法、構成も考えられ
る。なお、投影露光装置の環境気圧の一定化も理論的に
は可能であるが、実際上は極めてコスト高となり実用的
でない。
On the other hand, the setting section for keeping the optical path length constant includes controlling the temperature or humidity in the projection optical system to control the change in the optical path length due to the thermal expansion of the lens barrel and the change in the lens focal length due to water vapor in the optical system. It is also conceivable that the method and the configuration are performed so as to achieve the substantially constant optical path. Although it is theoretically possible to stabilize the atmospheric pressure of the projection exposure apparatus, it is extremely expensive in practice and is not practical.

【0028】なお、実施例1の圧電素子に変えて機械的
な伸縮機構を利用することができ、さらに、環境温度、
湿度の変化によっても倍率が変化されることもあるの
で、温度、湿度を検出し、これによって光学特性を制御
するようにしてもよい。
It should be noted that a mechanical expansion and contraction mechanism can be used instead of the piezoelectric element of the first embodiment.
Since the magnification may be changed by a change in humidity, the temperature and humidity may be detected and the optical characteristics may be controlled based on the detected temperature and humidity.

【0029】(利用分野)以上の説明では主として本発
明者によってなされた発明をその利用分野である半導体
装置のフォトリソグラフィ技術に使用する縮小型の投影
露光技術に適用した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、たとえば等倍型の露光技術はも
とより、半導体製造技術以外の分野における投影露光技
術に適用できる。
(Usage Field) In the above description, mainly the case where the invention made by the present inventor is applied to a reduction type projection exposure technique used in a photolithography technique of a semiconductor device as a field of application has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, a projection exposure technique in a field other than a semiconductor manufacturing technique as well as an exposure technique of the same magnification type.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】気圧と投影倍率、焦点位置の相関を説明するグ
ラフである。
FIG. 1 is a graph illustrating a correlation among an atmospheric pressure, a projection magnification, and a focal position.

【図2】気圧と投影倍率、焦点位置の相関を説明するグ
ラフである。
FIG. 2 is a graph for explaining a correlation among an atmospheric pressure, a projection magnification, and a focal position.

【図3】気圧と投影倍率、焦点位置の相関を説明するグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph for explaining a correlation among an atmospheric pressure, a projection magnification, and a focal position.

【図4】本発明の実施例1の全体構成図である。FIG. 4 is an overall configuration diagram of Embodiment 1 of the present invention.

【図5】図4の要部の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図6】図4の要部の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a main part of FIG. 4;

【図7】本発明の実施例2の全体構成図である。FIG. 7 is an overall configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 露光機本体 2 光源 4 照明光学系 5 レチクル 6 レンズ群 7 投影光学系 9 鏡筒 10 レチクル支持枠 11 フレーム 12 弾性リング板 16 圧電素子 18 モータ 19 スクリュシャフト 20 スクリュナット 21 X,Yテーブル 22 半導体ウェーハ 23 気圧計 24 制御部 39 移動レンズ 40 移動レンズ支持体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure machine main body 2 Light source 4 Illumination optical system 5 Reticle 6 Lens group 7 Projection optical system 9 Lens tube 10 Reticle support frame 11 Frame 12 Elastic ring plate 16 Piezoelectric element 18 Motor 19 Screw shaft 20 Screw nut 21 X, Y table 22 Semiconductor Wafer 23 Barometer 24 Controller 39 Moving lens 40 Moving lens support

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 慎也 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社日立製作所 武蔵工場内 (72)発明者 前島 央 東京都千代田区丸の内1丁目5番1号 株式会社日立製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−79357(JP,A) 特開 昭60−28613(JP,A) 特開 昭60−159748(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinya Nakagawa 1450, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Musashi Plant, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-60-79357 (JP, A) JP-A-60-28613 (JP, A) JP-A-60-159748 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体ウェーハが載置されるテーブル
と、 照明光学系と、 所望の転写パターンを有するレチクルと、複数のレンズを含むレンズ群からなり、 前記転写パター
ンを前記半導体ウェーハの一主面に投影する投影光学系
と、前記レチクルまたは前記投影光学系における前記レチク
ル側の前記レンズを移動させることで 前記半導体ウェー
ハに対する前記転写パターンの投影倍率を調整する倍率
調整機構と、 前記投影光学系の前記半導体ウェーハに対する焦点位置
を調整する焦点位置調整機構とを有する縮小投影露光装
置を用いた縮小投影露光方法であって、 大気圧または前記縮小投影露光装置の環境気圧の変動を
検出する第1の段階と、 前記大気圧または環境気圧の変動に応じて前記投影光学
系と前記テーブルとの距離を相対的に変化させる焦点位
置調整機構により、前記倍率調整機構による前記投影倍
率の調整操作とは独立に、前記投影光学系の前記半導体
ウェーハに対する焦点位置を調整する操作を行う第2の
段階と、 前記レチクルの前記転写パターンを前記半導体ウェーハ
に転写する第3の段階とからなることを特徴とする縮小
投影露光方法。
1. A table on which a semiconductor wafer is placed, an illumination optical system, a reticle having a desired transfer pattern, and a lens group including a plurality of lenses, wherein the transfer pattern is formed on one principal surface of the semiconductor wafer. Optical system for projecting light onto the reticle or the reticle in the projection optical system
A magnification adjusting mechanism that adjusts a projection magnification of the transfer pattern with respect to the semiconductor wafer by moving the lens on the lens side, and a focus position adjusting mechanism that adjusts a focal position of the projection optical system with respect to the semiconductor wafer. A reduced projection exposure method using a projection exposure apparatus, comprising: a first step of detecting a change in atmospheric pressure or an environmental pressure of the reduced projection exposure apparatus; the focal position adjusting mechanism for relatively changing the distance between the system and the table, the projection magnification by the magnification adjusting mechanism
A second step of performing an operation of adjusting the focal position of the projection optical system with respect to the semiconductor wafer independently of the rate adjusting operation; and a third step of transferring the transfer pattern of the reticle to the semiconductor wafer. A reduced projection exposure method characterized by comprising:
【請求項2】 半導体ウェーハが載置されるテーブル
と、 照明光学系と、 所望の転写パターンを有するレチクルと、複数のレンズを含むレンズ群からなり、 前記転写パター
ンを前記半導体ウェーハの一主面に投影する投影光学系
と、前記レチクルまたは前記投影光学系における前記レチク
ル側の前記レンズを移動させることで 前記半導体ウェー
ハに対する前記転写パターンの投影倍率を調整する倍率
調整機構と、 前記投影光学系の前記半導体ウェーハに対する焦点位置
を調整する焦点位置調整機構と、 大気圧または設置環境の環境気圧の変動を検出する気圧
計と、 前記気圧計によって検出された前記大気圧または環境気
圧の変動量に応じて、前記投影光学系と前記テーブルと
の距離を相対的に変化させることにより、前記倍率調整
機構による前記投影倍率の調整とは独立に、前記投影光
学系の前記半導体ウェーハに対する焦点位置を調整する
焦点位置調整機構を作動させる制御部とを備えたことを
特徴とする縮小投影露光装置。
2. A table on which a semiconductor wafer is mounted, an illumination optical system, a reticle having a desired transfer pattern, and a lens group including a plurality of lenses, wherein the transfer pattern is formed on one principal surface of the semiconductor wafer. Optical system for projecting light onto the reticle or the reticle in the projection optical system
A magnification adjusting mechanism for adjusting a projection magnification of the transfer pattern with respect to the semiconductor wafer by moving the lens on the side of the camera, a focal position adjusting mechanism for adjusting a focal position of the projection optical system with respect to the semiconductor wafer, and an atmospheric pressure. Or, a barometer that detects a change in the environmental pressure of the installation environment, and a distance between the projection optical system and the table is relatively changed according to the amount of change in the atmospheric pressure or the environmental pressure detected by the barometer. By adjusting the magnification
A reduction projection exposure apparatus comprising: a control unit that operates a focus position adjustment mechanism that adjusts a focus position of the projection optical system with respect to the semiconductor wafer independently of adjustment of the projection magnification by a mechanism .
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