JP2888215B2 - Exposure apparatus and measurement method - Google Patents
Exposure apparatus and measurement methodInfo
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は露光装置に関するもので
あり、更に詳しくは、レーザ干渉計を用いて精密移動可
能なステージ位置の測定に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周波数安定化されたヘリウム−ネオン
(He−Ne)レーザを光源としたレーザ干渉計は精密
な測長や座標測定に利用されている。代表的な例はヒュ
ーレット・パッカード社より販売されているシステムで
ある。従来のこの種の装置を高精度の要求される計測に
用いる場合においては、空気の屈折率揺らぎを防ぐ為
に、温度安定化された特別の空調を行ない、±0.1℃
以内の空気温度の安定化を行ない、また気象の変化に伴
なう大気圧変化に対応するのに大気圧をモニターして波
長補正を行なっている。さらに全く別の空気の屈折率補
正法の例として、特開昭58−87447号公報、又は
特開昭58−169004号公報に開示されているよう
に2波長干渉計を用いることも考えられているが、装置
が複雑になり、コストが高いので製品化されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】従来の空気の温度安
定化を行なうような装置においても、空気の屈折率揺ら
ぎによる計測値のばらつきは無視できない。例えば最近
のLSI製造におけるストッパー(投影型露光装置)の
ステージの位置決めにおいては位置決め再現性は3σ=
0.08〜0.15μmであるが、このうち相当の部分
が1Hz〜100Hzの周波数成分をもつレーザ干渉計
出力の揺らぎによるものと考えられる。計測時間を十分
長くとって、計測値を平均化すれば干渉計の揺らぎの影
響は小さくなるが、高速のステージ位置決めや、高速ス
テージ走査時の計測に対応できないといった問題が生じ
る。
【0004】本発明はこの様な従来の問題点を解決し、
簡単な方法で空気の屈折率揺らぎによる干渉計の計測値
の揺らぎを減少させ、ステージの位置計測の精度を向上
させることを目的とする。
【0005】
【問題点を解決する為の手段】上記問題解決の為に、本
発明ではレーザ干渉計の移動鏡へ往復するレーザビーム
(測定用ビームと反射ビーム)の通過する部分に、一定
の向きで風を流すことにした。さらにレーザビームの風
上側と風下側のビーム部分による計測値の差の値を処理
して揺らぎによる計測値のばらつきを補正することとし
た。
【0006】
【作用】本発明の露光装置では、反射鏡に対して往復す
るレーザビームに対して、個別に温調された風を流すの
で、干渉計の計測揺らぎを低減できる。さらに、本発明
の露光装置では、レーザビームの風上側と風下側の部分
が風向きに対して、常に同じ向きになるような光学系と
風向きの関係としているので、干渉計の出力の揺らぎの
時間変化が、常に風上側から風下側への順に生じるの
で、計測値の時間変化率が即時にわかり、風速をほぼ一
定とすれば、干渉計の計測値の揺らぎ成分のみを時間遅
れを生じることなく計測できる。この計測値の揺らぎ成
分の大きさだけ従来の計測法により得られた計測値に対
して補正すれば揺らぎの変化を補償でき、所定のパター
ンをウエハ等に精度よく露光することができる。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の実施例による露光装置に好
適な位置検出装置を精密移動ステージの座標測定に適用
したときの構成の斜視図であり、1は周波数安定化した
レーザ光源であって、ゼーマン効果を用いて約2MHz
だけ周波数の異なった互いに偏光特性の異なった2成分
を含む光束2を出力する。3はミラーであり光束2は図
に見えないビームスプリッターによりステージのx方向
計測用のXビーム4Xとy方向計測用のYビーム4Yに
分割され、X干渉計ユニット5XとY干渉計ユニット5
Yに導かれる。X干渉計ユニット5XはXミラーMXの
x方向の移動量を測定し、5YはYミラーMYのy方向
の移動量を測定する。STは互いに直交したXミラーM
XとYミラーMYを載置して移動するステージであり、
X、Y方向に平行に2次元移動する。ステージST上に
はウェハ等の位置決め対象物の設置されるホルダーWH
がある。
【0008】FNはファンであり、風をXダクトDCX
とYダクトDCYにゴミ除去のフィルターFLを経て送
る働きをする。XダクトDCXとYダクトDCYの各送
風口はXミラーMX、YミラーMYの移動軌跡と空間的
に干渉しないように配置され、計測用にXミラーMXや
YミラーMYに向かうレーザビームの部分に上方から温
度安定化されたほぼ一定速の風を送る。風の空気温度は
装置の周辺環境の空調の温度と一致させるのが良い。
【0009】図2はレーザ干渉計のX軸の構成図であ
り、干渉計部分は正面図が示されている。図3には干渉
計の上面図が示されている。図3にはレーザ干渉計の光
路が示されている。レーザ光源1を射出したレーザビー
ムB1は偏光ビームスプリッター10により2つ分割さ
れ、偏光ビームスプリッター10を通過した一方の偏光
ビームはλ/4板13を通って測長用のビームB2とな
ってXミラーMXで反射して戻る。λ/4板を逆に通っ
たビームは偏光状態が反転され、偏光ビームスプリッタ
ー10で反射され、プリズム11で反射した後、偏光ビ
ームスプリッター10で反射され、ビームB3となって
再びXミラーMXで反射される。戻ったビームは偏光ビ
ームスプリッター10を通過してビーム分割器14に向
かう。このビーム分割器14は入射したビームを、その
ビーム径の中心で2つに分割するためのプリズム状の反
射面を有し、分割されたビームの夫々は光電検出器DX
1、DX2によって別々に受光される。
【0010】一方、レーザビームB1のうち他方の偏光
成分は、参照光として偏光ビームスプリッター10で反
射され、プリズム12で反射された後、偏光ビームスプ
リッター10内で測長用ビームの戻りの光路と合成さ
れ、ビーム分割器14に入射する。図2において、Xダ
クトDCXからは矢印18のようにほぼ一様な速度で温
度安定化した風を測長ビームの経路に送る。ビーム分割
器14により、戻ってきたレーザビームは断面内上側と
下側に2分割されて反射され、それぞれ光電検出器DX
1、DX2に入射する。検出器DX1、DX2は参照光
と測長光とに周波数差があるためビート信号を出力し、
このビート信号出力はレーザ光源1からの参照用差周波
数信号(約2MHz)と共に、信号処理系CX1とCX
2に入力され、ヘテロダイン検出される。信号処理系C
X1とCX2からはそれぞれ、座標カウント出力(例え
ば0.01μmの分解能)が得られ、これを補正回路1
5に入力して、補正された干渉計出力(測長値)16を
得る。
【0011】ビームB2、B3は風18の流れに対し、
断面の向きが反転しない形で光学系が構成さている。送
風する空気の温度が安定化されたとしてもある程度の温
度ムラは存在し、温度が周辺と少し異なった空気塊が風
に乗って移動している。従ってXミラーMXが静止した
状態でビームB2,B3の上部と下部をそれぞれ独立に
計測すると、上部の計測値に対して下部の計測値は時間
が遅れて現われる。また、XミラーMXが移動中であれ
ば、上部と下部の計測値の差即ち、検出器DX1、DX
2による計測値の差は空気揺らぎによる時間変化値を示
されている。
【0012】信号処理系CX1からの計測出力をx1
(t)、信号処理系CX2からの計測出力をx2(t)
とする。これらの出力x1(t),x2(t)は決めら
れた位置(例えばステージSTの原点)で同時に零にな
るようにリセットされるものとする。ここで出力x1
(t)とx2(t)の差Δx(t)は式(A)で表わさ
れる。
【0013】
【数1】
【0014】風速が一定であるとすると
【0015】
【数2】
【0016】という関係があるのでx1(t),x2
(t)の空気の屈折率揺らぎによる変化分xa (t)は
kを比例定数として
【0017】
【数3】
【0018】と表わされる。k1 は、空気の屈折率揺ら
ぎによる変動以外の変動要因をなくした時にxa (t)
が零になるように決定される。式(C)は適当な時間間
隔Tを用いて
【0019】
【数4】
【0020】とも表わせる。Tの値としては風がレーザ
ビームを横切る時間以上であればよい。また定数k2 に
ついては式(C)のk1 と同様に決定される。この式
(D)は、一定時間T内で生じるx1(t)とx2
(t)の差を積算し、定数k2 をかけることにより演算
される。最終的に揺らぎを補正された出力x0 (t)
は、
【0021】
【数5】
【0022】又は
【0023】
【数6】
【0024】又は
【0025】
【数7】
【0026】のいずれかの式により計算される。従って
補正回路15は上記式(D)と式(E),(F),(G)の
いずかとに基づいて時間間隔T毎に干渉計出力16、す
なわち出力x0 (t)を決定する。空気の温度変動や圧
力変動がある場合には温度センサ又は圧力センサ出力を
補正回路15に入力してレーザ光の波長補正を行なえば
よい。これは従来から公知の波長補正により可能であ
る。
【0027】また、レーザ干渉計出力が音波の圧力波に
より変動する場合は、高速応答の圧力センサ又はマイク
ロフォン等の音響トランスデューサ17を用いて、音波
による波長補正を行なえばよい。以上の実施例において
は2次元の座標測定の例を挙げたが、1次元、又は3次
元でも同様の測定ができる。またレーザ光源1はゼーマ
ン安定化レーザに限るものではなく、ラムディップ安定
型周波数安定化レーザ等の他の方式のレーザ光源であっ
てもよい。その場合、レーザ干渉計の信号処理は異なる
が、基本的に本発明の適用が可能である。
【0028】また、以上の実施例の説明においては1つ
のレーザビームを横切るように送風したとき、ビームの
風上側と風下側とで別々に干渉の検出を行なう例を示し
たが、風上側、風下側を別々の2本のレーザビームにし
てもよい。すなわち風の流れる方向に所定間隔で独立の
レーザ干渉計を設け、上記x1(t),x2(t)を検
出すればよい。この場合、もとのレーザ光源を別々にす
ることもできる。具体的には図4に示すように、反射鏡
MXの反射平面(y−z平面と平行)MXrの上下に平
行な2本の測定用ビーム(反射ビーム)B2u,B2d
が照射されるように2つの独立したレーザ干渉計1FM
u,1FMdを設ける。この干渉計1FMu,1FMd
はそれぞれ独立に反射鏡MXのx方向の位置や距離を計
測し、計測値CPu,CPdを出力する。計測値CP
u,CPdは、反射鏡MX(ステージST)が基準位置
にしたとき同一値になるように予めセットされている。
そして補正回路15は先の実施例と同様に計測値CP
u,CPdの入力に基づいて、空気の屈折率の揺らぎに
よる変動量を補正(あるいは低減)した干渉計計測値1
6を出力する。
【0029】このような構成においても、温度安定化さ
れたほぼ一定速度の風18が、先の実施例と同様に上か
ら下に、すなわち測定用ビームB2uからB2dに向け
て流れるようにする。尚、測定用ビームB2u,B2d
は図4ではそれぞれ1本づつしかもたない、所謂シング
ルビームタイプの干渉計として説明したが、先の実施例
の図3に示したように、1つの干渉計が2本(又はそれ
以上)の測定用ビーム(反射ビーム)を有するダブルビ
ームタイプのものでも同様に利用できる。
【0030】ところで補正回路15の演算は、一定の時
間間隔T毎に行なわれるとしたが、ステージSTが一定
距離だけ移動する毎に行なってもよい。さらにステージ
STの移動中は一定距離毎に補正演算を行ない、ステー
ジSTの停止中は一定時間毎に補正演算を行なうように
切替えてもよい。また補正回路15の演算の式(D)に
おいて、定数k2 の値をステージSTの位置(又は移動
速度)に応じて逐次変化させるようにするとよい。これ
はダクトからの風速がステージ位置(速度)等に応じて
変化することに対応するためである。
【0031】また、補正回路15は常時、空気の屈折率
の揺らぎによる測定値の変動を補正するように構成した
が、ステージSTの移動のさせ方(ステッパーの場合は
ステップアンドリピート方式)によっては常時補正しな
くてもよい。例えばステップアンドリピート方式の露光
装置では、ウェハ上の1つのショット領域に対して露光
している間(0.2〜0.5秒間)は、揺らぎによる干
渉計出力値の変動はステージSTの位置サーボ系が応答
するため、ステージSTが微動してしまうことがある。
これは露光されたパターンのぶれ、解像不良を引き起こ
す。解像不良の防止をする為だけにはステップアンドリ
ピート方式で露光する場合、ステージSTの次のショッ
ト領域へのステッピング移動中は、先の式(E),
(F),(G)等による補正は特に行なわず、ステッピン
グが終了した時点から露光完了時までの間は時間間隔T
による補正を行なうようにするとよい。またレーザ干渉
計の計測値(又は時系列なカウントパルス)を基準とし
てウェハ上のアライメントマークを光電検出する場合
も、検出されたマークの信号波形や位置に揺らぎの影響
が生じるため、アライメントマークの検出時にも補正回
路15が補正動作を行なうようにするとよい。
【0032】尚、本発明の各実施例では、一方向から温
度安定化された風を送るだけにしたが、図4中の矢印1
9に示すように、不図示の排気系(排気ダクト)と組み
合わせて風がよどむことなく流れるようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上の様に本発明によれば、露光装置に
おける空気の屈折率揺らぎを減少できるという効果が得
られるとともに、レーザ干渉計の揺らぎ成分のみをモニ
ターできるので、このモニター量を用いて計測値を補正
し、屈折率揺らぎの影響を受けないより正確な計測値が
得られるので、精密移動可能なステージの位置や距離の
計測に有効である。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly, to measurement of a position of a stage capable of precision movement using a laser interferometer. [0002] A laser interferometer using a helium-neon (He-Ne) laser whose frequency is stabilized as a light source is used for precise length measurement and coordinate measurement. A typical example is a system sold by Hewlett-Packard Company. When this type of conventional device is used for measurement that requires high precision, a special temperature stabilized air conditioning is performed to prevent fluctuation of the refractive index of air, and ± 0.1 ° C.
It stabilizes the air temperature within the range, and monitors the atmospheric pressure to compensate for changes in the atmospheric pressure due to changes in weather, and performs wavelength correction. Further, as an example of a completely different method of correcting the refractive index of air, use of a two-wavelength interferometer as disclosed in JP-A-58-87447 or JP-A-58-169004 has been considered. However, the equipment is complicated and the cost is high, so it has not been commercialized. [0003] Even in a conventional apparatus for stabilizing the temperature of air, variations in measured values due to fluctuations in the refractive index of air cannot be ignored. For example, in the positioning of a stage of a stopper (projection type exposure apparatus) in recent LSI manufacturing, positioning reproducibility is 3σ =
0.08 to 0.15 [mu] m, a considerable part of which is considered to be due to fluctuations in the output of the laser interferometer having a frequency component of 1 Hz to 100 Hz. If the measurement time is sufficiently long and the measured values are averaged, the influence of the fluctuation of the interferometer is reduced, but a problem arises in that it is not possible to cope with high-speed stage positioning or high-speed stage scanning measurement. The present invention solves such a conventional problem,
An object of the present invention is to reduce the fluctuation of the measurement value of the interferometer due to the fluctuation of the refractive index of air by a simple method, and to improve the accuracy of the position measurement of the stage. [0005] In order to solve the above problems, in the present invention, a laser beam (measurement beam and reflected beam) reciprocating to a movable mirror of a laser interferometer is provided at a fixed portion. I decided to blow the wind in the direction. Further, the value of the difference between the measurement values of the beam part on the leeward side and the leeward side of the laser beam is processed to correct the variation of the measurement value due to fluctuation. According to the exposure apparatus of the present invention, the temperature of the laser beam reciprocating with respect to the reflecting mirror is individually controlled, so that the measurement fluctuation of the interferometer can be reduced. Further, in the exposure apparatus of the present invention, since the relationship between the optical system and the wind direction is such that the windward and leeward portions of the laser beam always have the same direction with respect to the wind direction, the fluctuation time of the output of the interferometer Since the change always occurs in the order from the windward side to the leeward side, the time change rate of the measured value is immediately known, and if the wind speed is almost constant, only the fluctuation component of the measured value of the interferometer does not cause a time delay. Can be measured. If the magnitude of the fluctuation component of the measurement value is corrected for the measurement value obtained by the conventional measurement method, the fluctuation can be compensated, and a predetermined pattern can be accurately exposed on a wafer or the like. FIG. 1 is a perspective view of a configuration in which a position detecting device suitable for an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to coordinate measurement of a precision moving stage. A laser light source, about 2 MHz using the Zeeman effect
A light beam 2 containing two components having different polarization characteristics with different frequencies is output. Reference numeral 3 denotes a mirror, and the light beam 2 is divided into an X beam 4X for measuring the x direction of the stage and a Y beam 4Y for measuring the y direction by a beam splitter which cannot be seen in the drawing.
It is led to Y. X interferometer unit 5X measures the amount of movement of X mirror MX in the x direction, and 5Y measures the amount of movement of Y mirror MY in the y direction. ST is an X mirror M orthogonal to each other
A stage on which the X and Y mirrors MY are mounted and moved.
It moves two-dimensionally in parallel with the X and Y directions. A holder WH on which a positioning object such as a wafer is placed on the stage ST.
There is. [0008] FN is a fan, and the wind is X duct DCX
To the Y duct DCY through the filter FL for removing dust. The air outlets of the X duct DCX and the Y duct DCY are arranged so as not to spatially interfere with the movement trajectories of the X mirror MX and the Y mirror MY. A temperature-stabilized, nearly constant velocity wind is sent from above. The air temperature of the wind is preferably matched with the temperature of the air conditioning in the surrounding environment of the device. FIG. 2 is a configuration diagram of the X axis of the laser interferometer, and a front view of the interferometer portion is shown. FIG. 3 shows a top view of the interferometer. FIG. 3 shows the optical path of the laser interferometer. A laser beam B1 emitted from the laser light source 1 is split into two by a polarizing beam splitter 10, and one of the polarized beams passing through the polarizing beam splitter 10 passes through a λ / 4 plate 13 to become a beam B2 for length measurement, and X The light is reflected by the mirror MX and returns. The beam that has passed through the λ / 4 plate in reverse has its polarization state inverted, is reflected by the polarizing beam splitter 10, is reflected by the prism 11, is reflected by the polarizing beam splitter 10, becomes a beam B3, and is again formed by the X mirror MX. Is reflected. The returned beam passes through the polarizing beam splitter 10 and goes to the beam splitter 14. The beam splitter 14 has a prism-shaped reflecting surface for splitting an incident beam into two at the center of the beam diameter, and each of the split beams is a photoelectric detector DX.
1, are separately received by DX2. On the other hand, the other polarization component of the laser beam B1 is reflected by the polarization beam splitter 10 as reference light, is reflected by the prism 12, and then returns to the optical path of the length measurement beam in the polarization beam splitter 10. The light is combined and enters the beam splitter 14. In FIG. 2, a temperature-stabilized wind is sent from the X duct DCX to the path of the length measurement beam at a substantially uniform speed as indicated by an arrow 18. The returned laser beam is divided into two parts by a beam splitter 14 in an upper part and a lower part in the cross section, and is reflected.
1, incident on DX2. The detectors DX1 and DX2 output a beat signal because there is a frequency difference between the reference light and the length measuring light,
This beat signal output is output together with the reference difference frequency signal (about 2 MHz) from the laser light source 1 and the signal processing systems CX1 and CX1.
2, and heterodyne detection is performed. Signal processing system C
A coordinate count output (for example, a resolution of 0.01 μm) is obtained from each of X1 and CX2.
5 to obtain a corrected interferometer output (measured value) 16. The beams B2 and B3 generate the wind 18
The optical system is configured so that the direction of the cross section does not reverse. Even if the temperature of the air to be blown is stabilized, there is a certain degree of temperature unevenness, and an air mass slightly different in temperature from the surroundings moves on the wind. Therefore, when the upper and lower portions of the beams B2 and B3 are measured independently while the X mirror MX is stationary, the lower measured value appears later than the upper measured value. If the X mirror MX is moving, the difference between the upper and lower measurement values, that is, the detectors DX1, DX1,
The difference between the measured values according to No. 2 and the time change value due to air fluctuation is shown. The measurement output from the signal processing system CX1 is x1
(T), the measurement output from the signal processing system CX2 is x2 (t)
And It is assumed that these outputs x1 (t) and x2 (t) are reset so as to be simultaneously zero at a predetermined position (for example, the origin of the stage ST). Here the output x1
The difference Δx (t) between (t) and x2 (t) is represented by equation (A). ## EQU1 ## Assuming that the wind speed is constant, ## EQU2 ## X1 (t), x2
The variation xa (t) in (t) due to the fluctuation of the refractive index of air is represented by the following equation, where k is a proportional constant. ## EQU1 ## k1 is xa (t) when there are no fluctuation factors other than the fluctuation due to the refractive index fluctuation of air.
Is determined to be zero. Equation (C) is expressed by using an appropriate time interval T. It can also be expressed as The value of T may be any value as long as the time at which the wind crosses the laser beam. The constant k2 is determined in the same manner as k1 in equation (C). This equation (D) is expressed as x1 (t) and x2 generated within a certain time T.
It is calculated by integrating the difference of (t) and multiplying by the constant k2. Output x0 (t) finally corrected for fluctuation
Is given by: Or (6) Or (7) It is calculated by one of the following equations. Accordingly, the correction circuit 15 determines the interferometer output 16, that is, the output x0 (t) at each time interval T based on the above equation (D) and any of the equations (E), (F) and (G). If there is a temperature fluctuation or pressure fluctuation of the air, the output of the temperature sensor or the pressure sensor may be input to the correction circuit 15 to correct the wavelength of the laser beam. This can be achieved by conventionally known wavelength correction. When the output of the laser interferometer fluctuates due to the pressure wave of a sound wave, wavelength correction by a sound wave may be performed using a high-speed response pressure sensor or an acoustic transducer 17 such as a microphone. In the above embodiments, an example of two-dimensional coordinate measurement has been described, but the same measurement can be performed in one-dimensional or three-dimensional. Further, the laser light source 1 is not limited to the Zeeman stabilized laser, but may be another type of laser light source such as a ram dip stabilized frequency stabilized laser. In that case, the signal processing of the laser interferometer is different, but the present invention is basically applicable. In the above description of the embodiment, an example has been shown in which, when air is blown across one laser beam, interference is detected separately on the leeward and leeward sides of the beam. The leeward side may be two separate laser beams. That is, independent laser interferometers may be provided at predetermined intervals in the direction in which the wind flows to detect the above x1 (t) and x2 (t). In this case, the original laser light sources can be separated. Specifically, as shown in FIG. 4, two measurement beams (reflected beams) B2u and B2d that are vertically parallel to a reflecting plane (parallel to the yz plane) MXr of the reflecting mirror MX.
Independent laser interferometer 1FM so that light is irradiated
u, 1FMd. The interferometers 1FMu and 1FMd
Independently measure the position and distance of the reflecting mirror MX in the x direction and output the measured values CPu and CPd. Measured value CP
u and CPd are set in advance so as to have the same value when the reflecting mirror MX (stage ST) is at the reference position.
Then, the correction circuit 15 calculates the measured value CP similarly to the previous embodiment.
Interferometer measurement value 1 in which the amount of fluctuation due to the fluctuation of the refractive index of air is corrected (or reduced) based on the input of u and CPd.
6 is output. Also in such a configuration, the temperature-stabilized and substantially constant velocity wind 18 flows from top to bottom, that is, from the measurement beams B2u to B2d, as in the previous embodiment. The measuring beams B2u and B2d
In FIG. 4, a single beam type interferometer having only one interferometer has been described. However, as shown in FIG. 3 of the previous embodiment, one interferometer has two (or more) interferometers. A double beam type having a measuring beam (reflected beam) can also be used. The calculation of the correction circuit 15 is performed at fixed time intervals T, but may be performed each time the stage ST moves by a certain distance. Further, it may be switched so that the correction calculation is performed at regular intervals while the stage ST is moving, and the correction calculation is performed at regular intervals while the stage ST is stopped. In the equation (D) of the operation of the correction circuit 15, the value of the constant k2 may be changed successively according to the position (or moving speed) of the stage ST. This is because the wind speed from the duct changes according to the stage position (speed) and the like. The correction circuit 15 is configured to always correct the fluctuation of the measured value due to the fluctuation of the refractive index of air. However, depending on how the stage ST is moved (in the case of a stepper, a step and repeat method). The correction need not always be made. For example, in an exposure apparatus of the step-and-repeat method, the fluctuation of the output value of the interferometer due to the fluctuation during the exposure of one shot area on the wafer (for 0.2 to 0.5 seconds) is caused by the position of the stage ST. Since the servo system responds, the stage ST may slightly move.
This causes blurring of the exposed pattern and poor resolution. When the exposure is performed by the step-and-repeat method only to prevent the resolution failure, during the stepping movement to the next shot area of the stage ST, the above equation (E),
The correction by (F), (G), etc. is not particularly performed, and a time interval T is between the time when the stepping is completed and the time when the exposure is completed.
It is preferable to perform the correction by the following. Also, when photoelectrically detecting an alignment mark on a wafer with reference to a measurement value (or a time-series count pulse) of a laser interferometer, fluctuations occur in the signal waveform and position of the detected mark. It is preferable that the correction circuit 15 performs the correction operation also at the time of detection. In each of the embodiments of the present invention, only the temperature-stabilized wind is sent from one direction.
As shown in FIG. 9, the wind may flow without stagnation in combination with an exhaust system (exhaust duct) not shown. As described above, according to the present invention, the effect that the refractive index fluctuation of the air in the exposure apparatus can be reduced is obtained, and only the fluctuation component of the laser interferometer can be monitored. The measurement value is corrected using the amount, and a more accurate measurement value that is not affected by the refractive index fluctuation can be obtained. Therefore, it is effective for measuring the position and distance of a precisely movable stage.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による測定装置の構成を示す斜
視図。
【図2】本実施例のX干渉計の構成を示す図。
【図3】本実施例のX干渉計の構成を示す平面図。
【図4】本発明の他の実施例による測定装置の構成を示
す斜視図。
【主要部分の符号の説明】
1・・・レーザ光源、15・・・補正回路、18・・・
風、DX1,DX2・・・検知器、FN・・・ファン、
FL・・・フィルター、ST・・・ステージ、DCX,
DCY・・・ダクト、MX,MY・・・反射鏡BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a measuring device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an X interferometer of the present embodiment. FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the X interferometer of the present embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a measuring device according to another embodiment of the present invention. [Description of Signs of Main Parts] 1 ... Laser light source, 15 ... Correction circuit, 18 ...
Wind, DX1, DX2 ... detector, FN ... fan,
FL: filter, ST: stage, DCX,
DCY: Duct, MX, MY: Reflecting mirror
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 11/00 - 11/30 G01B 9/00 - 9/10 H01L 21/68 H01L 21/30 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01B 11/00-11/30 G01B 9/00-9/10 H01L 21/68 H01L 21/30
Claims (1)
テージと固定部との間で照射される光ビームで測定する
測定手段とを有し、該可動ステージに載置された感応基
板上に所定パターンを露光する露光装置において、 気体流を発生する気体供給源と、 前記光ビームが通過する空間に前記気体供給源からの気
体流を導く導風手段とを有し、 前記導風手段は、前記気体流を排出する送風口を備え、
該送風口は、前記可動ステージの移動軌跡と干渉しな
い、前記光ビーム通過空間を取り巻く空間に配置され、
もって該気体流を前記光ビームに該送風口から直接送風
することを特徴とする露光装置。 2.前記可動ステージは、前記感応基板と平行に移動す
ることを特徴とする請求項1記載の露光装置。 3.前記光ビームは、レーザビームであることを特徴と
する請求項1記載の露光装置。 4.前記可動ステージは、前記光ビームが照射される反
射面が載置され、 前記送風口は、前記可動ステージ及び前記反射面の移動
軌跡と干渉しないように配置されていることを特徴とす
る請求項1記載の露光装置。 5.前記測定手段は、レーザ干渉計を含み、 該レーザ干渉計は、前記光ビームとしてのレーザビーム
を発するレーザ光源を備え、 該レーザビームは、前記反射鏡に向けて照射され、該レ
ーザビームには前記送風口より前記気体流が送風される
ことを特徴とする請求項1記載の露光装置。 6.請求項1記載の露光装置は、さらに、前記光ビーム
を横切る気体流に対する風上部と風下部とのそれぞれに
対応して、前記光ビームを複数に分割する分割手段を備
え、 前記測定手段は、前記分割手段によって分割された複数
の光ビームを別々に光電検出する光電検出器とを備え、
前記光電検出器の出力を利用して前記ステージの位置を
測定することを特徴とする露光装置。 7.前記気体供給源は、一定速度の気体流を発生させる
ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載
された露光装置。 8.前記気体供給源は、前記気体流の温度を装置内の空
調温度とほぼ等しく設定することを特徴とする請求項1
から請求項5の何れかに記載された露光装置。 9.前記反射鏡は、互いに直交する2つの反射面を有
し、 前記導風手段は、該2つの反射面にそれぞれ照射される
前記ビームの通過する空間にそれぞれ前記気体流を導く
ことを特徴とする請求項5記載の露光装置。 10.前記測定手段は、前記光電検出手段の出力を利用
して、前記光ビームの通過する空間における屈折率の揺
らぎによる誤差量を補正する補正手段とを含むことを特
徴とする請求項6記載の露光装置。 11.前記補正手段は、一定時間毎に、若しくは前記ス
テージが一定距離だけ移動する毎に補正することを特徴
とする請求項10に記載の露光装置。 12.前記補正手段は、前記ステージの移動中は当該ス
テージが一定距離だけ移動する毎に、前記ステージが静
止している時に一定時間毎に補正を行うことを特徴とす
る請求項10に記載の露光装置。 13.ステージに載置された感応基板上に所定パターン
を露光する露光装置において、 前記ステージに設けられた反射鏡にレーザ光源からの測
定用ビームを照射し、その反射ビームと前記レーザ光源
から得られる別の参照用ビームとを干渉させて干渉ビー
ムを作り、該干渉ビームを光電検出することによって前
記ステージの位置や距離を測定する測定手段と、 少なくとも前記測定用ビーム及び反射ビームの一方が通
過する空間に該ビームを横切るように気体流を供給する
気体供給手段と、 前記気体流に対する前記ビームの風上部と風下部とのそ
れぞれに対応して、前記干渉ビームを複数に分割する分
割手段とを備え、 前記測定手段は、前記分割手段によって分割された複数
の干渉ビームを別々に光電検出する光電検出器とを備
え、前記光電検出器の出力を利用して前記ステージの位
置や距離を測定することを特徴とする露光装置。 14.ステージに載置された感応基板上に所定パターン
を露光する露光装置において、 前記ステージに設けられた反射鏡に対して第1測定用ビ
ームを照射し、その反射ビームを利用して前記ステージ
の位置や距離を測定する第1測定手段と、 前記第1測定用ビームと平行に前記反射鏡に第2測定用
ビームを照射し、その反射ビームを利用して前記ステー
ジの位置や距離を測定する第2測定手段と、 前記第1測定用ビームが風上に位置し、前記第2測定用
ビームが風下に位置するように、該ビームの通過する空
間に該ビームを横切るように気体を供給する気体供給手
段と、を有したことを特徴とする露光装置。 15.被測定物に設けられた反射鏡に対して測定用ビー
ムを照射し、その反射ビームを利用して前記被測定物の
位置や距離を測定する測定方法において、 少なくとも前記測定用ビーム及び前記反射ビームの一方
が通過する空間に該ビームを横切るように気体流を供給
する工程と、 前記ビームを横切る気体流に対する風上部と風下部との
それぞれに対応して、前記反射ビームから第1反射ビー
ムと第2反射ビームとを形成する工程と、 前記第1反射ビームと第2反射ビームとを別々に光電検
出し、当該光電検出した出力を利用して前記被測定物の
位置や距離を測定する工程と、含むことを特徴とする測
定方法。(57) [Claims] A movable stage, and measuring means for measuring a position of the movable stage with a light beam irradiated between the movable stage and the fixed portion, and a predetermined pattern is formed on a sensitive substrate mounted on the movable stage. An exposure apparatus that performs exposure, comprising: a gas supply source that generates a gas flow; and a wind guiding unit that guides a gas flow from the gas supply source to a space through which the light beam passes. Equipped with an air outlet to discharge the flow,
The blower port is arranged in a space surrounding the light beam passage space, which does not interfere with the movement trajectory of the movable stage,
An exposure apparatus, wherein the gas flow is directly blown to the light beam from the blowing port. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the movable stage moves in parallel with the sensitive substrate. 3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light beam is a laser beam. 4. The movable stage is provided with a reflection surface on which the light beam is irradiated, and the air outlet is arranged so as not to interfere with a movement locus of the movable stage and the reflection surface. 2. The exposure apparatus according to 1. 5. The measurement means includes a laser interferometer, the laser interferometer includes a laser light source that emits a laser beam as the light beam, and the laser beam is irradiated toward the reflecting mirror, and the laser beam The exposure apparatus according to claim 1, wherein the gas flow is blown from the blowing port. 6. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a dividing unit that divides the light beam into a plurality of parts corresponding to each of a windward part and a leeward part with respect to a gas flow crossing the light beam, A photoelectric detector that separately photoelectrically detects the plurality of light beams divided by the dividing unit,
An exposure apparatus, wherein the position of the stage is measured using the output of the photoelectric detector. 7. 7. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the gas supply source generates a gas flow at a constant speed. 8. 2. The gas supply source according to claim 1, wherein the temperature of the gas flow is set substantially equal to an air conditioning temperature in the apparatus.
An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 5. 9. The reflecting mirror has two reflecting surfaces orthogonal to each other, and the baffle guides the gas flows to spaces through which the beams respectively applied to the two reflecting surfaces pass. An exposure apparatus according to claim 5. 10. 7. The exposure apparatus according to claim 6, wherein the measurement unit includes a correction unit that corrects an error amount caused by fluctuation of a refractive index in a space through which the light beam passes, using an output of the photoelectric detection unit. apparatus. 11. 11. The exposure apparatus according to claim 10, wherein the correction unit performs the correction every fixed time or every time the stage moves a predetermined distance. 12. 11. The exposure apparatus according to claim 10, wherein the correction unit performs correction each time the stage moves by a predetermined distance during the movement of the stage, and at predetermined time intervals when the stage is stationary. . 13. An exposure apparatus for exposing a predetermined pattern on a sensitive substrate mounted on a stage, comprising: irradiating a reflecting mirror provided on the stage with a measuring beam from a laser light source; Measuring means for measuring the position and distance of the stage by photoelectrically detecting the interference beam, and a space through which at least one of the measurement beam and the reflected beam passes Gas supply means for supplying a gas flow so as to cross the beam, and splitting means for splitting the interference beam into a plurality of parts corresponding to each of the windward and leeward parts of the beam with respect to the gas flow. Wherein the measuring means comprises: a photoelectric detector for separately photoelectrically detecting a plurality of interference beams split by the splitting means; An exposure apparatus for measuring the position and the distance of the stage using the output of the stage. 14. An exposure apparatus for exposing a predetermined pattern on a sensitive substrate mounted on a stage, comprising irradiating a reflecting mirror provided on the stage with a first measurement beam, and using the reflected beam to position the stage. Measuring means for measuring the position and the distance of the stage, irradiating the reflecting mirror with a second measuring beam in parallel with the first measuring beam, and using the reflected beam. (2) a gas for supplying gas so as to cross the beam in a space where the beam passes so that the first measurement beam is located on the leeward side and the second measurement beam is located on the leeward side; An exposure apparatus, comprising: a supply unit. 15. In a measuring method for irradiating a measuring beam to a reflecting mirror provided on an object to be measured and using the reflected beam to measure a position and a distance of the object to be measured, at least the measuring beam and the reflected beam Providing a gas flow across the beam into the space through which one of the beams passes; and corresponding to the windward and leeward portions of the gas flow traversing the beam, respectively, from the reflected beam to a first reflected beam. Forming a second reflected beam; and separately detecting photoelectrically the first reflected beam and the second reflected beam, and measuring a position and a distance of the device under test using an output obtained by the photoelectrically detected light. And a measuring method characterized by including.
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1996
- 1996-12-02 JP JP32148596A patent/JP2888215B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
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「O plus E」,株式会社新技術コミュニケーションズ,昭和62年6月5日発行,1987年6月号 No.91,p.99−105 |
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