JP2821795B2 - Semiconductor exposure equipment - Google Patents

Semiconductor exposure equipment

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JP2821795B2
JP2821795B2 JP2125377A JP12537790A JP2821795B2 JP 2821795 B2 JP2821795 B2 JP 2821795B2 JP 2125377 A JP2125377 A JP 2125377A JP 12537790 A JP12537790 A JP 12537790A JP 2821795 B2 JP2821795 B2 JP 2821795B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • 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】 [産業上の利用分野] 本発明はIC、LSI等の半導体素子の製造に使用される
露光装置に関し、特に繰り返し露光装置(ステッパ)を
対象とし、その重ね合せ性能(アライメント)向上のた
めの温調機構に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing semiconductor elements such as ICs and LSIs, and more particularly, to a repetition exposure apparatus (stepper) and its overlaying performance (stepper). The present invention relates to a temperature control mechanism for improving alignment.

[従来の技術] 半導体装置(素子)は近年ますます微細化、高集積化
されている。微細化を進めるD・RAM(ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリ)ではすでに商品レベルで
サブミクロンの領域に入っており、研究レベルではハー
フミクロン(0.5μm)以下のパターンニングが議論さ
れている。
[Prior Art] In recent years, semiconductor devices (elements) have been increasingly miniaturized and highly integrated. D-RAM (Dynamic
(Random access memory) has already entered the submicron area at the product level, and at the research level, patterning of less than half micron (0.5 μm) is being discussed.

256K・DRAM時代に開発されたステッパと呼ばれる露光
装置は1M〜4MDRAMの生産における主力機種である。
An exposure apparatus called a stepper developed in the era of 256K DRAM is the main model in the production of 1M to 4MDRAM.

微細化については、重ね合わせ精度が解像力と同等に
重要であり、その要求精度は解像力の1/3〜1/5程度とさ
れている。
For miniaturization, the overlay accuracy is as important as the resolution, and the required accuracy is about 1/3 to 1/5 of the resolution.

重ね合わせ精度は大きく2つの要素に分離できる。1
つはアライメント成分であり、もう1つは倍率、ディス
トーション成分である。
The overlay accuracy can be largely separated into two factors. 1
One is an alignment component, and the other is a magnification and distortion component.

オフアクシスアライメントシステムをもつステッパで
はTTLアライメントシステムが主流になっている。ステ
ッパのアライメントシステムを分類すると以下の3つに
なる。第一はTTL ON AXISシステムでありアライメン
ト光が露光光と同一でレチクルとウエハを同時に観察で
きるのが特長である。第二はTTL NON AXISシステムで
ありアライメント光は露光光と異なるが投影レンズ光が
通る。レチクルとウエハの同時観察は困難である。第三
はオフアクシスシステムであり投影レンズとは全く別に
アライメント顕微鏡が配置される。この中でオフアクシ
ス方式のステッパは、レチクルとウエハの相対位置合わ
せにおいて間接誤差因子が多くまたアライメントから露
光に至る時間および移動距離が長いため、誤差成分の経
時変化が大きく、高い重ね合わせ精度が得られない。
TTL alignment systems are the mainstream in steppers with off-axis alignment systems. Stepper alignment systems are classified into the following three types. The first is the TTL ON AXIS system, which has the feature that the alignment light is the same as the exposure light and the reticle and wafer can be observed simultaneously. The second is a TTL NON AXIS system, in which the alignment light is different from the exposure light but the projection lens light passes. Simultaneous observation of the reticle and wafer is difficult. The third is an off-axis system in which an alignment microscope is arranged completely separate from the projection lens. Of these, the off-axis stepper has many indirect error factors in the relative positioning of the reticle and wafer, and the time and moving distance from alignment to exposure are long, so the error component changes over time and high overlay accuracy is high. I can't get it.

一方解像力の方は{Re=k×(λ÷NA)}なるレイリ
ーの式に基づき、露光波長をg線(436nm)に固定した
まま投影レンズの開口数(NA)を大きくして解像力の向
上を図ってきた。しかしこれもレイリーの式{DOF=±
λ/NA2}で明らかなようにNAの増加と共に焦点深度が減
少し、他方投影レンズの設計、製造にも限界があり微細
化のためには露光波長を短くせざるを得ない。現在i線
(365nm)ステッパは実用化され、さらにKrFエキシマレ
ーザ(248nm)を光源とするエキシマステッパが開発さ
れている。
On the other hand, the resolution is improved by increasing the numerical aperture (NA) of the projection lens while fixing the exposure wavelength to the g-line (436 nm), based on the Rayleigh formula {Re = k × (λ ÷ NA)}. Has been planned. But this is also Rayleigh's formula {DOF = ±
As is clear from λ / NA 2深度, the depth of focus decreases with an increase in NA. On the other hand, the design and manufacture of the projection lens are limited, and the exposure wavelength must be shortened for miniaturization. At present, an i-line (365 nm) stepper has been put to practical use, and an excimer stepper using a KrF excimer laser (248 nm) as a light source has been developed.

しかしKrFエキシマレーザ(248nm)の光を通す硝材
は、わずかに石英とホタル石に限られており露光波長以
外の光に対する色収差補正が設計上で非常に困難であ
る。
However, the glass material that transmits the light of the KrF excimer laser (248 nm) is slightly limited to quartz and fluorite, and it is very difficult in design to correct chromatic aberration for light other than the exposure wavelength.

第4図(a),(b)はg線レンズとエキシマ用石英
単一硝材レンズの軸上色収差特性を示している。横軸は
波長、縦軸は軸上色収差を示してある。g線レンズの場
合、通常は硝材の組合わせによって目標とする波長にお
いて特性曲線がゼロ点で接するように設計をすることが
できる[第4図(a)の201]。一方エキシマレンズに
おいては硝材の自由度がないために目標波長の1点でク
ロスするほぼ直線になってしまう[第4図(b)の20
2]。g線レンズに対しアライメント光としてたとえばH
eNeレーザ(633nm)を選択した場合、軸上色収差はおよ
そ十数μmであるのに対し、エキシマレンズに非露光ア
ライメント光として例えばArレーザ(500nm)を選んだ
としてもその軸上色収差はmmのオーダーにも達してしま
うことになる。この現実から軸上色収差特性曲線を改良
出来ない限りエキシマレンズ(ステッパ)における非露
光アライメントシステムは実現困難である。
4 (a) and 4 (b) show the axial chromatic aberration characteristics of the g-line lens and the single glass lens for excimer quartz. The horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents axial chromatic aberration. In the case of a g-line lens, it is usually possible to design a combination of glass materials so that the characteristic curve contacts at a zero point at a target wavelength [201 in FIG. 4 (a)]. On the other hand, in the excimer lens, since there is no degree of freedom of the glass material, it becomes a substantially straight line crossing at one point of the target wavelength [20 in FIG. 4 (b)].
2]. For example, H as alignment light for the g-line lens
When the eNe laser (633 nm) is selected, the axial chromatic aberration is about tens of μm, but even if an Ar laser (500 nm) is selected as the non-exposure alignment light for the excimer lens, the axial chromatic aberration is It will reach the order. From this reality, it is difficult to realize a non-exposure alignment system in an excimer lens (stepper) unless the axial chromatic aberration characteristic curve can be improved.

この認識に基づきオフアクシス方式のアライメントシ
ステムの前述の欠点に対する改良案が本出願人による特
願昭63−115534号等で提案されている。
Based on this recognition, an improvement plan for the above-mentioned disadvantage of the off-axis type alignment system has been proposed in Japanese Patent Application No. 63-115534 filed by the present applicant.

一方、前述の倍率、ディストーション成分は主として
投影レンズの性能に係わる問題であり、この経時変化は
投影レンズの置かれる環境の経時変化がその主たる誤差
要因である。
On the other hand, the aforementioned magnification and distortion components are mainly related to the performance of the projection lens, and the temporal change is mainly caused by the temporal change of the environment in which the projection lens is placed.

これは、空気の大気圧および湿度の変化により空気の
屈折率が変わること、温度変化によりレンズ硝材の屈折
率が変わること、およびレンズ鏡筒の熱膨張によるレン
ズの空気間隔が変わることに起因している。またこれ
は、投影レンズの焦点位置変化を引き起こすことでもよ
く知られている。
This is because the refractive index of air changes due to changes in atmospheric pressure and humidity of air, the refractive index of lens glass material changes due to temperature changes, and the air gap of the lens changes due to thermal expansion of the lens barrel. ing. It is also well known that this causes a change in the focal position of the projection lens.

第3図に従来のステッパの構成を示す。1はホト原版
(以下レチクルまたはマスク)、2は半導体基板(以下
ウエハ)である。露光光源30から出た光束39が照明光学
系3を通ってレチクル1を照明するとき、投影レンズ4
によりレチクル上のパターンをウエハ上の感光層に転写
することができる。照明光学系において、ミラー31によ
り上方に向けられた光束は、フライアイレンズ33、コン
デンサレンズ34a,34b、ミラー35を経てマスキング結像
面に至る。36はマスキングブレードであり、37a,37bは
マスキング結像レンズである。
FIG. 3 shows the configuration of a conventional stepper. Reference numeral 1 denotes a photo original (hereinafter referred to as a reticle or mask), and reference numeral 2 denotes a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a wafer). When the light beam 39 emitted from the exposure light source 30 illuminates the reticle 1 through the illumination optical system 3, the projection lens 4
Thus, the pattern on the reticle can be transferred to the photosensitive layer on the wafer. In the illumination optical system, the light beam directed upward by the mirror 31 reaches the masking image plane via the fly-eye lens 33, the condenser lenses 34a and 34b, and the mirror 35. 36 is a masking blade, and 37a and 37b are masking imaging lenses.

レチクル1はレチクルを保持、移動するためのレチク
ルステージ11により支持されている。ウエハ2はウエハ
チャック21により真空吸着された状態で露光される。ウ
エハチャックはウエハステージ5により各軸方向に移動
可能である。ウエハステージ5はステージ定盤50に支持
されている。ウエハステージ5は従来技術によるYステ
ージ51、Xステージ52の上に例えば3本の圧電素子(ピ
エゾ素子)53によるレベリングとZの微動ステージ54
が、さらにその上に回転(θ)微動ステージ55、上下
(Z)微動ステージ56が構成される。ウエハチャック21
はZ微動ステージ56の上に載置される。レベリングとZ
の微動ステージ54の上にはまたウエハステージ系の位置
座標の基準となるミラー57がX,Y方向それぞれに載置さ
れており、レーザ干渉測長器58からのビームを反射する
ことでウエハステージの位置や走行距離を知ることがで
きる。59は光信号を電気信号に変換するレシーバであ
る。
The reticle 1 is supported by a reticle stage 11 for holding and moving the reticle. The wafer 2 is exposed while being vacuum-sucked by the wafer chuck 21. The wafer chuck can be moved in each axis direction by the wafer stage 5. The wafer stage 5 is supported on a stage base 50. The wafer stage 5 is formed by leveling by, for example, three piezoelectric elements (piezo elements) 53 on a Y stage 51 and an X stage 52 according to the prior art, and a fine movement stage 54 of Z.
However, a rotary (θ) fine movement stage 55 and a vertical (Z) fine movement stage 56 are further formed thereon. Wafer chuck 21
Is mounted on the Z fine movement stage 56. Leveling and Z
On the fine movement stage 54, mirrors 57 serving as references for the position coordinates of the wafer stage system are mounted in the X and Y directions, respectively. The mirror 57 reflects the beam from the laser interferometer 58 to You can know the location and the mileage. Reference numeral 59 denotes a receiver that converts an optical signal into an electric signal.

レチクル1の上側にはレチクル光学系6が配置され
る。レチクル光学系は2本の対物レンズ系60を持つ双眼
の光学系であり、レチクル上のターゲットマークをCCD6
1で観察することにより、レチクルの位置ずれ量を検出
することを可能にしている。
Above the reticle 1, a reticle optical system 6 is arranged. The reticle optical system is a binocular optical system having two objective lens systems 60.
By observing at 1, the amount of displacement of the reticle can be detected.

ウエハステージ5の上方、投影レンズ4に隣接してオ
フアクシス顕微鏡7が配置されている。オフアクシス顕
微鏡7は非露光光(白色光)を扱う単眼の顕微鏡であ
り、内部の基準マーク70とウエハ上のアライメントマー
クとの相対位置検出を行なうのが主たる役割である。対
物レンズ71、リレーレンズ72はウエハパターンを拡大投
影して結像面74に投影する。エレクターレンズ77と78は
両者が光軸上に挿入された時は低倍エレクターレンズと
して、78が退去したとき高倍エレクタとして働き、結像
面74の空中像をCCD79の受光面に投影する。25は不図示
の光源から光を導く光ファイバであり、照明レンズ26、
ビームスプリッタ73を介してウエハの照明光となる。同
様に27は不図示の光源から光を導く光ファイバであり、
照明レンズ28を介して基準マーク70を照明する。ビーム
スプリッタ75は、基準マーク70のパターン面と結像面74
が同じ光路長となるよう配置されており従って基準マー
クもまたエレクタ77,78によりCCD79の受光面に投影結像
される。
An off-axis microscope 7 is arranged above the wafer stage 5 and adjacent to the projection lens 4. The off-axis microscope 7 is a monocular microscope that handles non-exposure light (white light), and its main role is to detect the relative position between the internal reference mark 70 and the alignment mark on the wafer. The objective lens 71 and the relay lens 72 magnify and project the wafer pattern and project it on an image forming plane 74. The erector lenses 77 and 78 function as a low-magnification erector lens when both are inserted on the optical axis, and as a high-magnification erector when the 78 is retracted, and project the aerial image of the imaging surface 74 onto the light receiving surface of the CCD 79. Reference numeral 25 denotes an optical fiber for guiding light from a light source (not shown).
The light becomes illumination light for the wafer via the beam splitter 73. Similarly, 27 is an optical fiber for guiding light from a light source (not shown),
The reference mark 70 is illuminated via the illumination lens 28. The beam splitter 75 includes a pattern surface of the reference mark 70 and an image forming surface 74.
Are arranged so as to have the same optical path length, so that the reference marks are also projected and imaged on the light receiving surface of the CCD 79 by the eleectors 77 and 78.

チャンバ8内では、機械室80内にある冷却器81aおよ
び再熱ヒータ82aにより温度調節された空気が、送風機8
6aにより単数または複数の清浄フィルタ84aを介してチ
ャンバ8内に供給され、本装置の置かれる環境温度を一
定に保ち、かつ空気を清浄に保つことを可能にしてい
る。制御回路9は前述の各構成要素をコントロールする
ために用いられる。CPU91は定められたシーケンスソフ
トに従って各要素に指令を出し、また各要素からのデー
タを判断して次の手順を決める。演算回路92は主にステ
ージ座標やオフアクシス顕微鏡の検出結果などからレチ
クルとウエハの相対位置を算出するなど高速性と高精度
を要求される演算処理に用いられ、記憶回路93はそれら
測定データや演算データを記憶するために用いられる。
またチャンバ8内には、これらステッパ本体に隣接して
周辺装置であるレチクルライブラリー100やウエハキャ
リアエレベータ110が配置され、必要なレチクルやウエ
ハはレチクル搬送装置120およびウエハ搬送装置130によ
ってステッパ本体に搬送される。以上が従来のステッパ
の概略構成である。
In the chamber 8, air whose temperature has been adjusted by the cooler 81 a and the reheater 82 a in the machine room 80 is supplied to the blower 8.
6a is supplied into the chamber 8 through one or a plurality of cleaning filters 84a, thereby making it possible to keep the environment temperature where the apparatus is placed at a constant level and keep the air clean. The control circuit 9 is used to control each of the above-described components. The CPU 91 issues a command to each element according to the determined sequence software, and determines the next procedure by judging data from each element. The arithmetic circuit 92 is mainly used for arithmetic processing that requires high speed and high precision, such as calculating the relative position between the reticle and the wafer from the stage coordinates and the detection result of the off-axis microscope. Used to store operation data.
In the chamber 8, a reticle library 100 and a wafer carrier elevator 110, which are peripheral devices, are disposed adjacent to the stepper main body. Necessary reticles and wafers are transferred to the stepper main body by the reticle transfer device 120 and the wafer transfer device 130. Conveyed. The above is the schematic configuration of the conventional stepper.

[発明が解決しようとする課題] ステッパ本体にはウエハステージやレチクルステージ
を駆動するアクチュエータや露光光源等の発熱源を各部
に内蔵しており、上記従来例で述べたように空調用チャ
ンバ8にステッパ本体を入れたとしても、空間的な温度
むらは避けられない。清浄フィルタ84aから供給された
一定温度の空気は、下流に行くに従って点在する発熱源
の影響を受け、温度上昇とともに対流による揺らぎが発
生し、その温度安定性も劣化する。
[Problems to be Solved by the Invention] In the stepper body, a heat source such as an actuator for driving a wafer stage or a reticle stage or an exposure light source is incorporated in each part. Even if the stepper body is inserted, spatial temperature unevenness cannot be avoided. The air at a constant temperature supplied from the clean filter 84a is affected by heat sources scattered as it goes downstream, and fluctuations due to convection occur as the temperature rises, and its temperature stability also deteriorates.

実際に計測したところでは、清浄フィルタ出口で23℃
±0.03℃に温調された空気が、下流では24℃±0.5℃に
も劣化した。また空気の上流で発生したごみが、下流に
行くにつれて集積され、空間の清浄度を悪化させる。
23 ° C at the outlet of the clean filter
Air temperature controlled to ± 0.03 ° C deteriorated to 24 ° C ± 0.5 ° C downstream. In addition, dust generated upstream of the air accumulates downstream and deteriorates the cleanliness of the space.

ところが従来例で述べたように、オフアクシスアライ
メントシステムは、アライメントから露光に至る時間が
長く、アライメントから露光に至る移動距離も長いた
め、誤差成分の経時変化が大きく、結果的に高い重ね合
わせ精度が得られなかった。この誤差成分の経時変化
は、環境の温度変動に起因するところが大きい。例えば
第3図において、オフアクシス顕微鏡7の対物レンズ71
と投影レンズ4の光軸中心間の距離Lの値には、これら
を固定している部材の熱膨張による伸長や、ウエハステ
ージ5の測距基準となる基準ミラー57を固定している微
動ステージ54の熱膨張による基準ミラー57の位置変化等
の誤差成分が含まれている。熱膨張による誤差量は、対
象となる部材の材質が低膨張合金網の場合で2ppm/℃、
アルミナセラミックスの場合で7ppm/℃であり、これら
部材の長さが200mmの場合には、その膨張量はそれぞれ
0.4μm/℃、1.4μm/℃となり、要求されるアライメント
精度に対して無視できない値となる。
However, as described in the conventional example, in the off-axis alignment system, the time from alignment to exposure is long, and the movement distance from alignment to exposure is long. Was not obtained. This change with time of the error component is largely caused by the temperature fluctuation of the environment. For example, in FIG. 3, the objective lens 71 of the off-axis microscope 7
The value of the distance L between the optical axis of the projection lens 4 and the center of the optical axis of the projection lens 4 may be extended by thermal expansion of a member that fixes them, or a fine movement stage that fixes a reference mirror 57 serving as a distance measurement reference of the wafer stage 5 An error component such as a change in the position of the reference mirror 57 due to the thermal expansion of 54 is included. The error amount due to thermal expansion is 2 ppm / ° C when the material of the target member is a low expansion alloy net,
In the case of alumina ceramics, it is 7 ppm / ° C. When the length of these members is 200 mm, the expansion amount is
0.4 μm / ° C. and 1.4 μm / ° C., which cannot be ignored for the required alignment accuracy.

また投影レンズ4の性能にしても、例えば石英硝材の
温度に対する屈折率変化は、15.3×10-6/℃であり、こ
の値は投影レンズの個々の性質により変わってくるが、
焦点位置変化としては4〜8μm/℃に相当し、倍率やデ
ィストーションも大きく変化する。
Regarding the performance of the projection lens 4, for example, the change in the refractive index with respect to the temperature of the quartz glass material is 15.3 × 10 −6 / ° C., and this value varies depending on the individual properties of the projection lens.
The change in the focal position corresponds to 4 to 8 μm / ° C., and the magnification and the distortion also change greatly.

以上のことより、従来のチャンバによる空調方式では
安定した重ね合わせ精度を得ることは出来ず、むしろ劣
化させるという欠点があった。
As described above, the conventional air-conditioning system using a chamber cannot provide stable overlay accuracy, but rather has a disadvantage of causing deterioration.

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであ
って、温度変動による露光装置の精度劣化を防止した空
調方式の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described drawbacks of the related art, and has as its object to provide an air-conditioning system in which the accuracy of an exposure apparatus is prevented from deteriorating due to temperature fluctuation.

[課題を解決するための手段および作用] 前記目的を達成するため、本発明の半導体露光装置
は、チャンバ内に、レチクルステージと、投影レンズ系
と、ウエハステージと、レチクルとウエハとの位置合わ
せ検出のための顕微鏡と、複数のレチクルを収納するレ
チクルライブラリーと、導入されたウエハを該ウエハス
テージに搬送するウエハ搬送系とを備え、該チャンバ内
を分離壁によって第1、第2、第3の空間に分離し、該
第1の空間には該顕微鏡ならびに該ウエハステージと該
レチクルステージの少なくとも一方を配置し、該第2の
空間には該投影レンズ系を配置し、該第3の空間には該
レチクルライブラリーと該ウエハ搬送系の少なくとも一
方を配置し、該各空間を該チャンバ外部に設けた空調手
段に連通させ、該第1の空間上部の空気を供給する箇所
に第1の清浄フィルタを、該第3の空間上部の空気を供
給する箇所に第2の清浄フィルタを設け、該第1の空間
の空気を排出する箇所は該顕微鏡よりも下方に位置さ
せ、該第3の空間の空気を排出する箇所は該レチクルラ
イブラリー又は該ウエハ搬送系よりも下方に位置させ、
前記空調手段によって該第1の空間ならびに該第3の空
間にそれぞれ独立に空間上部から空気を供給してそれぞ
れの空間下部から空気を排出するようにした。
[Means and Actions for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a semiconductor exposure apparatus according to the present invention includes a reticle stage, a projection lens system, a wafer stage, a reticle and a wafer positioned in a chamber. A microscope for detection, a reticle library for storing a plurality of reticles, and a wafer transfer system for transferring the introduced wafer to the wafer stage, and the inside of the chamber is separated by first, second, and second separation walls. And the microscope and at least one of the wafer stage and the reticle stage are arranged in the first space, and the projection lens system is arranged in the second space. At least one of the reticle library and the wafer transfer system is disposed in the space, and each of the spaces is communicated with an air conditioner provided outside the chamber. A first clean filter is provided at a place where air is supplied, and a second clean filter is provided at a place where air is supplied above the third space, and a place where the air is discharged from the first space is provided more than the microscope. A position where the air in the third space is discharged is located below the reticle library or the wafer transfer system;
The air conditioning means supplies air to the first space and the third space independently from the upper space and discharges the air from the lower space.

[実施例] 第1図に本発明の実施例を示す。第1図において8は
チャンバ、80は空気の温度調節を行なうところの機械
室、81a,81b,81cは機械室80内に配置されている冷却
器、82a,82b,82cは再熱ヒータ、86a,86b,86cは送風機、
84a,84b,84c,84dは空気清浄フィルタ、85a,85b,85cは温
度センサ、87a,87b,87cはチャンバ8内の空間を分離す
る分離壁、88a,88b,88cは機械室80で温度調節された空
気をチャンバ8内に供給する供給ダクト、89a,89b,89c,
89dはチャンバ8内の空気を機械室80に戻すリターンダ
クトである。
Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 8 is a chamber, 80 is a machine room for controlling the temperature of air, 81a, 81b, 81c are coolers disposed in the machine room 80, 82a, 82b, 82c are reheat heaters, 86a , 86b, 86c are blowers,
84a, 84b, 84c, 84d are air purification filters, 85a, 85b, 85c are temperature sensors, 87a, 87b, 87c are separation walls for separating the space in the chamber 8, and 88a, 88b, 88c are temperature controlled in the machine room 80. Supply ducts 89a, 89b, 89c, for supplying the supplied air into the chamber 8.
A return duct 89d returns the air in the chamber 8 to the machine room 80.

この構成においてチャンバ8の内部空間は分離壁87a,
87b,87cにより、第1の空間である空間A及びB、即ち
レチクル(またはマスク)ステージ11やレチクル光学系
6および照明光学系3や露光光源30が配置されている空
間Aと、ウエハステージ5やオフアクシス顕微鏡7が配
置されている空間B、および投影レンズ4が配置されて
いる第2の空間Cと、レチクルライブラリー100やレチ
クル搬送系120およびウエハキャリアエレベータ110やウ
エハ搬送系130が配置されている第3の空間Dにそれぞ
れ分離されている。
In this configuration, the internal space of the chamber 8 is divided into the separation walls 87a,
The spaces A and B, which are the first spaces, that is, the space A in which the reticle (or mask) stage 11, the reticle optical system 6, the illumination optical system 3, and the exposure light source 30 are arranged, and the wafer stage 5 B in which the optical system 7 and the off-axis microscope 7 are arranged, the second space C in which the projection lens 4 is arranged, the reticle library 100, the reticle transport system 120, the wafer carrier elevator 110 and the wafer transport system 130 are arranged. Are separated into third spaces D, respectively.

空間Aにおいては、機械室内に配置されている冷却器
81aで冷却された空気が再熱ヒータ82aにより所定の温度
に調節され、送風機86aにより供給ダクト88a、清浄フィ
ルタ84aを経て空間Aに空気が供給される。そしてリタ
ーンダクト89aにより空間A内の空気が機械室へ戻され
ることにより、温度調節された清浄な空気が空間A内に
常時供給されている。また空間Aに供給される空気は、
温度センサ85aにより温度計測され、その空気温度が所
定の温度に保たれるよう、温度コントローラ83により冷
却器81aの冷却力や再熱器82aの再熱器が制御されてい
る。空間Bおよび空間Cにおいても空間Aと同様に、そ
れぞれ独立して温度調節された清浄空気が常時供給され
ている。また、温度センサ85bは空間Bに供給される清
浄空気の温度を、温度センサ85cは空間Cに供給される
清浄空気の温度をそれぞれ計測し、それらの空気温度が
それぞれ所定の温度に保たれるよう、温度コントローラ
83により供給される清浄空気の温度が制御されている。
空間Dにおいては、空間Aに供給される空気が清浄フィ
ルタ84aの手前で分岐され、清浄フィルタ84aを経て空間
Dに温度調節された清浄空気が供給される。そしてリタ
ーンダクト89dにより空間D内の空気が機械室80に戻さ
れる。
In space A, a cooler arranged in the machine room
The air cooled by 81a is adjusted to a predetermined temperature by the reheater 82a, and the air is supplied to the space A by the blower 86a through the supply duct 88a and the clean filter 84a. Then, the air in the space A is returned to the machine room by the return duct 89a, so that the temperature-controlled clean air is constantly supplied into the space A. The air supplied to the space A is
The temperature controller 85 controls the cooling power of the cooler 81a and the reheater of the reheater 82a so that the temperature is measured by the temperature sensor 85a and the air temperature is maintained at a predetermined temperature. In the space B and the space C, as in the case of the space A, clean air whose temperature is independently controlled is always supplied. Further, the temperature sensor 85b measures the temperature of the clean air supplied to the space B, and the temperature sensor 85c measures the temperature of the clean air supplied to the space C, and these air temperatures are respectively maintained at predetermined temperatures. So temperature controller
The temperature of the clean air supplied by 83 is controlled.
In the space D, the air supplied to the space A is branched before the clean filter 84a, and the clean air whose temperature is adjusted is supplied to the space D via the clean filter 84a. Then, the air in the space D is returned to the machine room 80 by the return duct 89d.

空調チャンバをこのように構成することにより、チャ
ンバ内の空間を清浄に保つとともに、ステッパ各部に点
在する熱源の影響を最小限に押え、空間A、空間B、空
間Cそれぞれの空間内の空間的温度ムラは小さくなり、
また時間的温度安定性も高くなり、所定の空間を高精度
に温度制御することができる。また、各空間を分離する
分離壁87a,87b,87cに断熱材料を使用すれば、各空間間
の熱の授受が抑えられ、所定の空間の温度を更に高精度
に制御することが可能となる。
By configuring the air-conditioning chamber in this manner, the space in the chamber is kept clean, the influence of the heat sources scattered in each part of the stepper is minimized, and the space in each of the space A, the space B, and the space C is reduced. Target temperature unevenness is reduced,
In addition, the temporal temperature stability is improved, and the temperature of a predetermined space can be controlled with high accuracy. Further, if a heat insulating material is used for the separation walls 87a, 87b, 87c that separate the spaces, the transfer of heat between the spaces can be suppressed, and the temperature of the predetermined space can be controlled with higher accuracy. .

機械室の別の構成を第2図に示す。この実施例では、
第1図で示した冷却器81b,81cを一つの冷却器81eに置き
換え、再熱ヒータ82b,82cにより空間Bおよび空間Cを
それぞれ独立に温度制御する。このようにすれば機械室
の容積を小さくすることができる。機械室の構成は露光
装置の構成、温度条件等に応じて各種変更可能である。
Another construction of the machine room is shown in FIG. In this example,
The coolers 81b and 81c shown in FIG. 1 are replaced with one cooler 81e, and the temperatures of the space B and the space C are controlled independently by the reheaters 82b and 82c. In this way, the volume of the machine room can be reduced. The configuration of the machine room can be variously changed according to the configuration of the exposure apparatus, temperature conditions, and the like.

[発明の効果] 以上説明したように、チャンバ内の空間において高精
度な温度制御が必要とされる空間を個々に分離し、この
個々に分離した第1から第3の空間に供給する空気の温
度をチャンバ内のほかの空間とは別に個々に独立制御す
ることにより、チャンバ内の空間をより清浄に保つとと
もに、ステッパ各部に点在する熱源の影響を最小限に押
え、高精度な温度制御が必要とされる空間内の空間的温
度ムラを小さくでき、また時間的温度安定性も高くで
き、所定の空間を高精度に温度制御することが可能とな
る。
[Effects of the Invention] As described above, the spaces in the chamber where high-precision temperature control is required are individually separated, and the air supplied to the individually separated first to third spaces is separated. By controlling the temperature independently from the other spaces in the chamber, the space inside the chamber is kept cleaner and the effect of heat sources scattered in each part of the stepper is minimized, resulting in high-precision temperature control Can be reduced in spatial temperature unevenness in a required space, and temporal temperature stability can be increased, so that the temperature of a predetermined space can be controlled with high accuracy.

また本発明によれば、チャンバ内の分離した各空間を
それぞれ別々の設定温度に制御することが可能であり、
投影レンズを囲む分離空間以外の空間の温度をチャンバ
および機械室が置かれる空間の温度と同一にすることが
でき、温度制御に費やされるエネルギを小さくすること
も可能となる。これは投影レンズの性能が、投影レンズ
が製作された環境温度でしか保証できないという理由に
よる。
Further, according to the present invention, it is possible to control each separated space in the chamber to a different set temperature,
The temperature of the space other than the separation space surrounding the projection lens can be made the same as the temperature of the space in which the chamber and the machine room are placed, and the energy consumed for temperature control can be reduced. This is because the performance of the projection lens can only be guaranteed at the ambient temperature at which the projection lens is manufactured.

更に本発明によれば、主たる塵発生源である第3の空
間は、第1及び第2の空間と分離するとともに、空間上
部から空気を供給して空間下部から空気を排出させるこ
とにより、清浄性をより向上させることができる。
Further, according to the present invention, the third space, which is a main dust source, is separated from the first and second spaces, and is supplied with air from the upper part of the space to discharge air from the lower part of the space, thereby cleaning the space. Properties can be further improved.

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

第1図は本発明の一実施例の構成図、 第2図は本発明に係るチャンバ機械室の他の実施例の構
成図、 第3図は従来の露光装置の構成図、 第4図(a),(b)はg線レンズとエキシマレンズの
特性曲線の説明図である。 1:レチクル、2:ウエハ、3:照明光学系、 4:投影レンズ、5:ウエハステージ、 6:レチクル顕微鏡、 7:オフアクシス顕微鏡、8:チャンバ、 80:機械室。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the chamber machine room according to the present invention, FIG. 3 is a block diagram of a conventional exposure apparatus, FIG. 7A and 7B are explanatory diagrams of characteristic curves of a g-line lens and an excimer lens. 1: reticle, 2: wafer, 3: illumination optics, 4: projection lens, 5: wafer stage, 6: reticle microscope, 7: off-axis microscope, 8: chamber, 80: machine room.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】チャンバ内に、レチクルステージと、投影
レンズ系と、ウエハステージと、レチクルとウエハとの
位置合わせ検出のための顕微鏡と、複数のレチクルを収
納するレチクルライブラリーと、導入されたウエハを該
ウエハステージに搬送するウエハ搬送系とを備え、該チ
ャンバ内を分離壁によって第1、第2、第3の空間に分
離し、該第1の空間には該顕微鏡ならびに該ウエハステ
ージと該レチクルステージの少なくとも一方を配置し、
該第2の空間には該投影レンズ系を配置し、該第3の空
間には該レチクルライブラリーと該ウエハ搬送系の少な
くとも一方を配置し、 該各空間を該チャンバ外部に設けた空調手段に連通さ
せ、該第1の空間上部の空気を供給する箇所に第1の清
浄フィルタを、該第3の空間上部の空気を供給する箇所
に第2の清浄フィルタを設け、該第1の空間の空気を排
出する箇所は該顕微鏡よりも下方に位置させ、該第3の
空間の空気を排出する箇所は該レチクルライブラリー又
は該ウエハ搬送系よりも下方に位置させ、前記空調手段
によって該第1の空間ならびに該第3の空間にそれぞれ
独立に空間上部から空気を供給してそれぞれの空間下部
から空気を排出するようにした、ことを特徴とする半導
体露光装置。
1. A reticle stage, a projection lens system, a wafer stage, a microscope for detecting alignment between a reticle and a wafer, and a reticle library for accommodating a plurality of reticles are introduced into a chamber. A wafer transfer system for transferring a wafer to the wafer stage, wherein the chamber is separated into first, second, and third spaces by a separation wall, and the first space includes the microscope and the wafer stage. Arranging at least one of the reticle stages,
An air-conditioning unit in which the projection lens system is arranged in the second space, at least one of the reticle library and the wafer transfer system is arranged in the third space, and each space is provided outside the chamber; And a first clean filter is provided at a location where air is supplied above the first space, and a second clean filter is provided at a place where air is supplied above the third space. The position for discharging the air is positioned below the microscope, and the position for discharging the air in the third space is positioned below the reticle library or the wafer transfer system. A semiconductor exposure apparatus, wherein air is supplied to the first space and the third space independently from the upper space and the air is discharged from the lower space.
【請求項2】前記空調手段は空間に応じた複数系統を有
し、各系統ごとに独立に温度が調節されることを特徴と
する請求項1記載の半導体露光装置。
2. The semiconductor exposure apparatus according to claim 1, wherein said air conditioning means has a plurality of systems corresponding to the space, and the temperature is independently adjusted for each system.
【請求項3】前記レチクルステージと前記ウエハステー
ジとを別の空間に配置したことを特徴とする請求項1記
載の半導体露光装置。
3. The semiconductor exposure apparatus according to claim 1, wherein said reticle stage and said wafer stage are arranged in different spaces.
【請求項4】前記分離壁は断熱材を使用することを特徴
とする請求項1記載の半導体露光装置。
4. The semiconductor exposure apparatus according to claim 1, wherein said separation wall uses a heat insulating material.
【請求項5】前記第1及び第3の空間とは独立して前記
第2の空間に空気を供給するための空調手段を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体露光装置。
5. The semiconductor exposure apparatus according to claim 1, further comprising air conditioning means for supplying air to said second space independently of said first and third spaces.
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