JP3387081B2 - 露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 - Google Patents
露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法Info
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- JP3387081B2 JP3387081B2 JP09939399A JP9939399A JP3387081B2 JP 3387081 B2 JP3387081 B2 JP 3387081B2 JP 09939399 A JP09939399 A JP 09939399A JP 9939399 A JP9939399 A JP 9939399A JP 3387081 B2 JP3387081 B2 JP 3387081B2
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザー干渉計
方式でレチクル及びウエハの位置計測を行う機構を備え
た投影露光装置に関する。
方式でレチクル及びウエハの位置計測を行う機構を備え
た投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子又は薄膜磁気
ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フ
ォトマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称す
る）のパターンを投影光学系を介して感光基板上に投影
露光する投影露光装置が使用されている。斯かる投影露
光装置では、感光基板の位置決めを正確に行う必要があ
るため、感光基板側のステージの測長系としてレーザー
干渉計が使用されている。
ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フ
ォトマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称す
る）のパターンを投影光学系を介して感光基板上に投影
露光する投影露光装置が使用されている。斯かる投影露
光装置では、感光基板の位置決めを正確に行う必要があ
るため、感光基板側のステージの測長系としてレーザー
干渉計が使用されている。
【０００３】図５は従来のレーザー干渉計を備えた投影
露光装置を示し、この図５において、ベース１の上に防
振ばね２Ａ及び２Ｂを介してステージ支持台３が載置さ
れ、ステージ支持台３の上に、インバー（低膨張率の合
金）よりなるコラム４が植設されている。防振ばね２Ａ
及び２Ｂにより、ベース１が載置されている床側からの
各種の振動がステージ支持台３側に伝わるのが防止され
る。コラム４の中段に鏡筒５が保持され、鏡筒５の内部
に投影倍率が１／５の投影光学系ＰＬが収納されてい
る。また、ステージ支持台３上のコラム４で囲まれた領
域に、ウエハ側Ｙステージ６が載置され、ウエハ側Ｙス
テージ６上にウエハ側Ｘステージ７が載置され、ウエハ
側Ｘステージ７上に感光基板としてのウエハ８が保持さ
れている。
露光装置を示し、この図５において、ベース１の上に防
振ばね２Ａ及び２Ｂを介してステージ支持台３が載置さ
れ、ステージ支持台３の上に、インバー（低膨張率の合
金）よりなるコラム４が植設されている。防振ばね２Ａ
及び２Ｂにより、ベース１が載置されている床側からの
各種の振動がステージ支持台３側に伝わるのが防止され
る。コラム４の中段に鏡筒５が保持され、鏡筒５の内部
に投影倍率が１／５の投影光学系ＰＬが収納されてい
る。また、ステージ支持台３上のコラム４で囲まれた領
域に、ウエハ側Ｙステージ６が載置され、ウエハ側Ｙス
テージ６上にウエハ側Ｘステージ７が載置され、ウエハ
側Ｘステージ７上に感光基板としてのウエハ８が保持さ
れている。
【０００４】ウエハ側Ｙステージ６は、投影光学系ＰＬ
の光軸ＡＸ１に垂直な平面内の図５の紙面に垂直なＹ方
向にウエハ８の位置決めを行い、ウエハ側Ｘステージ７
は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１に垂直な平面内でＹ軸
に垂直なＸ方向にウエハ８の位置決めを行う。なお、ウ
エハ側Ｘステージ７の上には、図示省略するも、投影光
学系ＰＬの光軸ＡＸ１に平行なＺ方向にウエハ８の位置
決めを行うＺステージ等も載置されている。
の光軸ＡＸ１に垂直な平面内の図５の紙面に垂直なＹ方
向にウエハ８の位置決めを行い、ウエハ側Ｘステージ７
は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１に垂直な平面内でＹ軸
に垂直なＸ方向にウエハ８の位置決めを行う。なお、ウ
エハ側Ｘステージ７の上には、図示省略するも、投影光
学系ＰＬの光軸ＡＸ１に平行なＺ方向にウエハ８の位置
決めを行うＺステージ等も載置されている。
【０００５】ウエハ８側のレーザー干渉計において、ウ
エハ側Ｘステージ７上のＸ方向の一端にＸ軸用移動鏡９
が固定され、鏡筒５のＸ方向の一端にＸ軸用固定鏡（参
照鏡）１０が取り付けられている。また、ベース１上の
Ｘ方向の端部に支持台１４を介してビームスプリッター
１２が固定され、ビームスプリッター１２の上方で支持
台１４を延長した部分（図示省略）に反射プリズム１１
が固定されている。そして、図示省略した支持台に固定
されたＸ軸用レーザー干渉計本体部１３から射出された
レーザービームが、ビームスプリッター１２によりウエ
ハ側測長ビームＷＳ及びウエハ側参照ビームＷＲに分割
される。ウエハ側測長ビームＷＳはＸ軸用移動鏡９に反
射されて再びビームスプリッター１２に戻り、ウエハ側
参照ビームＷＲは反射プリズム１１で反射されてＸ軸用
固定鏡１０に向かい、固定鏡１０で反射された後に反射
プリズム１１を経て再びビームスプリッター１２に戻
る。ビームスプリッター１２とＸ軸用移動鏡９との間の
ウエハ側測長ビームＷＳと、反射プリズム１１とＸ軸用
固定鏡１０との間のウエハ側参照ビームＷＲとは互いに
平行であり、且つＸ軸に平行である。
エハ側Ｘステージ７上のＸ方向の一端にＸ軸用移動鏡９
が固定され、鏡筒５のＸ方向の一端にＸ軸用固定鏡（参
照鏡）１０が取り付けられている。また、ベース１上の
Ｘ方向の端部に支持台１４を介してビームスプリッター
１２が固定され、ビームスプリッター１２の上方で支持
台１４を延長した部分（図示省略）に反射プリズム１１
が固定されている。そして、図示省略した支持台に固定
されたＸ軸用レーザー干渉計本体部１３から射出された
レーザービームが、ビームスプリッター１２によりウエ
ハ側測長ビームＷＳ及びウエハ側参照ビームＷＲに分割
される。ウエハ側測長ビームＷＳはＸ軸用移動鏡９に反
射されて再びビームスプリッター１２に戻り、ウエハ側
参照ビームＷＲは反射プリズム１１で反射されてＸ軸用
固定鏡１０に向かい、固定鏡１０で反射された後に反射
プリズム１１を経て再びビームスプリッター１２に戻
る。ビームスプリッター１２とＸ軸用移動鏡９との間の
ウエハ側測長ビームＷＳと、反射プリズム１１とＸ軸用
固定鏡１０との間のウエハ側参照ビームＷＲとは互いに
平行であり、且つＸ軸に平行である。
【０００６】ビームスプリッター１２に戻された両ビー
ムＷＳ及びＷＲは、Ｘ軸用レーザー干渉計本体部１３に
付属のレシーバ（受光部）に入射する。実際には、ビー
ムスプリッター１２に戻された両ビームＷＳ及びＷＲ
は、Ｘ軸用レーザー干渉計本体部１３からの入射方向と
直交する方向に射出する場合もあり、この場合にはその
レシーバはビームスプリッター１２の底部側に配置され
る。例えばヘテロダイン方式の場合には、ビームスプリ
ッター１２からの射出段階でウエハ側参照ビームＷＲと
ウエハ側測長ビームＷＳとは互いに周波数が微小量Δｆ
だけ異なり、そのレシーバからは、Ｘ軸用移動鏡９のＸ
方向の移動速度に応じて周波数がそのΔｆから変化して
いるビート信号が出力される。このビート信号を処理す
ることにより、ウエハ側参照ビームＷＲの光路長を基準
としたウエハ側測長ビームＷＳの光路長の変化量、ひい
てはＸ軸用固定鏡１０を基準にした場合のＸ軸用移動鏡
９のＸ方向の座標が高い分解能で且つ高精度に計測され
る。
ムＷＳ及びＷＲは、Ｘ軸用レーザー干渉計本体部１３に
付属のレシーバ（受光部）に入射する。実際には、ビー
ムスプリッター１２に戻された両ビームＷＳ及びＷＲ
は、Ｘ軸用レーザー干渉計本体部１３からの入射方向と
直交する方向に射出する場合もあり、この場合にはその
レシーバはビームスプリッター１２の底部側に配置され
る。例えばヘテロダイン方式の場合には、ビームスプリ
ッター１２からの射出段階でウエハ側参照ビームＷＲと
ウエハ側測長ビームＷＳとは互いに周波数が微小量Δｆ
だけ異なり、そのレシーバからは、Ｘ軸用移動鏡９のＸ
方向の移動速度に応じて周波数がそのΔｆから変化して
いるビート信号が出力される。このビート信号を処理す
ることにより、ウエハ側参照ビームＷＲの光路長を基準
としたウエハ側測長ビームＷＳの光路長の変化量、ひい
てはＸ軸用固定鏡１０を基準にした場合のＸ軸用移動鏡
９のＸ方向の座標が高い分解能で且つ高精度に計測され
る。
【０００７】また、ホモダイン方式の場合には、ウエハ
側参照ビームＷＲとウエハ側測長ビームＷＳとは互いに
周波数が等しく、そのレシーバは、例えば移動鏡９のＸ
方向の位置に応じて位相が正弦波状に変化する９０°位
相差の２相の信号を出力する２個の受光素子から構成さ
れる。その２相の信号を例えば電子的な内挿機能を有す
るアップダウンカウンタに供給することにより、Ｘ軸用
移動鏡９のＸ方向の座標が計測される。なお、図５では
Ｘ軸用のレーザー干渉計のみを示しているが、ウエハ側
Ｙステージ６のＹ方向の座標を検出するためのＹ軸用の
レーザー干渉計も配置されている。
側参照ビームＷＲとウエハ側測長ビームＷＳとは互いに
周波数が等しく、そのレシーバは、例えば移動鏡９のＸ
方向の位置に応じて位相が正弦波状に変化する９０°位
相差の２相の信号を出力する２個の受光素子から構成さ
れる。その２相の信号を例えば電子的な内挿機能を有す
るアップダウンカウンタに供給することにより、Ｘ軸用
移動鏡９のＸ方向の座標が計測される。なお、図５では
Ｘ軸用のレーザー干渉計のみを示しているが、ウエハ側
Ｙステージ６のＹ方向の座標を検出するためのＹ軸用の
レーザー干渉計も配置されている。
【０００８】図５において、コラム４の上端にはレチク
ルステージ１５が固定され、レチクルステージ１５上に
レチクル１６が保持され、レチクル１６のパターン領域
が照明光学系１７からの露光光ＩＬにより照明されてい
る。レチクル１６のパターンを投影光学系ＰＬにより１
／５に縮小した投影像が、ウエハ８の或るショット領域
に露光される。その後、ウエハ側Ｙステージ６及びウエ
ハ側Ｘステージ７を駆動してウエハ８上の次のショット
領域を投影光学系ＰＬの露光フィールドに移動して、レ
チクル１６のパターンの縮小像を露光する動作を繰り返
すことにより、ウエハ８上の各ショット領域にレチクル
１６のパターンの縮小像が露光される。
ルステージ１５が固定され、レチクルステージ１５上に
レチクル１６が保持され、レチクル１６のパターン領域
が照明光学系１７からの露光光ＩＬにより照明されてい
る。レチクル１６のパターンを投影光学系ＰＬにより１
／５に縮小した投影像が、ウエハ８の或るショット領域
に露光される。その後、ウエハ側Ｙステージ６及びウエ
ハ側Ｘステージ７を駆動してウエハ８上の次のショット
領域を投影光学系ＰＬの露光フィールドに移動して、レ
チクル１６のパターンの縮小像を露光する動作を繰り返
すことにより、ウエハ８上の各ショット領域にレチクル
１６のパターンの縮小像が露光される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
に於いては、ステージ支持台３上のウエハ側Ｙステージ
６及びウエハ側Ｘステージ７を駆動して、水平面（ＸＹ
平面）内でウエハ８をステップ・アンド・リピート方式
で位置決めすることによりウエハ８の全面にレチクル１
６上のパターンの縮小像が露光される。このようにステ
ージ６及び７が移動すると、ステージ支持台３上の装置
の重心が変わったり、ステージ駆動の反動等により、ビ
ームスプリッター１２を支持している支持台１４に対し
て、投影光学系ＰＬの鏡筒５を支持するコラム４が傾く
可能性がある。
に於いては、ステージ支持台３上のウエハ側Ｙステージ
６及びウエハ側Ｘステージ７を駆動して、水平面（ＸＹ
平面）内でウエハ８をステップ・アンド・リピート方式
で位置決めすることによりウエハ８の全面にレチクル１
６上のパターンの縮小像が露光される。このようにステ
ージ６及び７が移動すると、ステージ支持台３上の装置
の重心が変わったり、ステージ駆動の反動等により、ビ
ームスプリッター１２を支持している支持台１４に対し
て、投影光学系ＰＬの鏡筒５を支持するコラム４が傾く
可能性がある。
【００１０】図６は、支持台１４に対して鏡筒５及びウ
エハ８を含む投影露光部が傾いた状態を示し、鏡筒５内
の投影光学系の光軸ＡＸ１は、本来のＺ軸に平行な光軸
ＡＸ０に対して角度θだけ傾斜している。この場合、Ｘ
軸用固定鏡１０に向かうウエハ側参照ビームＷＲと、Ｘ
軸用移動鏡９に向かうウエハ側測長ビームＷＳとのＺ方
向の間隔をＬとすると、ビームスプリッター１２からＸ
軸用固定鏡１０までの光路長と、ビームスプリッター１
２からＸ軸用移動鏡９までの光路長との光路差に、Ｌ・
ｓｉｎθ（≒Ｌ・θ）の誤差が生じる。投影露光に必要
なレチクル１６、投影光学系ＰＬ及びウエハ８は、全て
ステージ支持台３又はこれに植設されたコラム４によっ
て支持されているので、仮にステージ支持台３が回転し
てもそれらの相対的結像関係は変わらず、露光時の位置
ずれ誤差にはならない。
エハ８を含む投影露光部が傾いた状態を示し、鏡筒５内
の投影光学系の光軸ＡＸ１は、本来のＺ軸に平行な光軸
ＡＸ０に対して角度θだけ傾斜している。この場合、Ｘ
軸用固定鏡１０に向かうウエハ側参照ビームＷＲと、Ｘ
軸用移動鏡９に向かうウエハ側測長ビームＷＳとのＺ方
向の間隔をＬとすると、ビームスプリッター１２からＸ
軸用固定鏡１０までの光路長と、ビームスプリッター１
２からＸ軸用移動鏡９までの光路長との光路差に、Ｌ・
ｓｉｎθ（≒Ｌ・θ）の誤差が生じる。投影露光に必要
なレチクル１６、投影光学系ＰＬ及びウエハ８は、全て
ステージ支持台３又はこれに植設されたコラム４によっ
て支持されているので、仮にステージ支持台３が回転し
てもそれらの相対的結像関係は変わらず、露光時の位置
ずれ誤差にはならない。
【００１１】しかしながら、図６に示すように、Ｘ軸用
固定鏡１０までの光路長とＸ軸用移動鏡９までの光路長
との光路差に誤差が生じた場合、ウエハ８がＸ方向にそ
の誤差分だけ移動して露光が行われるため、ウエハ８と
レチクル１６Ａの共役像との位置ずれ誤差が発生する。
例えば、ウエハ８上に１層目の回路パターンが形成され
ているものとして、そのウエハ８上に２層目の回路パタ
ーンを露光する際に、そのような位置ずれ誤差が発生す
ると、ウエハ８上の１層目と２層目との重ね合わせ誤差
が悪くなる不都合がある。
固定鏡１０までの光路長とＸ軸用移動鏡９までの光路長
との光路差に誤差が生じた場合、ウエハ８がＸ方向にそ
の誤差分だけ移動して露光が行われるため、ウエハ８と
レチクル１６Ａの共役像との位置ずれ誤差が発生する。
例えば、ウエハ８上に１層目の回路パターンが形成され
ているものとして、そのウエハ８上に２層目の回路パタ
ーンを露光する際に、そのような位置ずれ誤差が発生す
ると、ウエハ８上の１層目と２層目との重ね合わせ誤差
が悪くなる不都合がある。
【００１２】本発明は斯かる点に鑑み、第１物体として
のレチクル、投影光学系及び第２物体としてのウエハを
支持するステージ系が傾斜したような場合でも、レチク
ルとウエハとの位置ずれ量を高精度に計測できる干渉計
システムを備えた露光装置を提供することを目的とす
る。また、本発明はそのような露光装置を用いて高性能
のデバイスを製造できるデバイス製造方法を提供するこ
とをも目的とする。
のレチクル、投影光学系及び第２物体としてのウエハを
支持するステージ系が傾斜したような場合でも、レチク
ルとウエハとの位置ずれ量を高精度に計測できる干渉計
システムを備えた露光装置を提供することを目的とす
る。また、本発明はそのような露光装置を用いて高性能
のデバイスを製造できるデバイス製造方法を提供するこ
とをも目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の露光
装置は、第１物体（１６Ａ）と第２物体（８）とを同期
移動しながら第１物体（１６Ａ）のパターンの像を第２
物体（８）上に投影することにより、その第２物体をそ
の第１物体のパターンで走査露光する露光装置におい
て、その第１物体のパターンの像をその第２物体上に投
影する投影系（ＰＬ）と、その投影系を、該投影系の鏡
筒（５）を介して保持する保持部材（３，４）と、第１
の基準面（２５）を備え、該第１の基準面を基準とし
て、その第１物体（１６Ａ）の位置情報を計測する第１
干渉計システム（２０，２１，２４〜２６）と、第２の
基準面（１０）を備え、該第２の基準面を基準として、
その第２物体（８）の位置情報を計測する第２干渉計シ
ステム（９〜１３）と、を有し、その保持部材はその第
１物体とその第２物体との同期移動に伴って変形をおこ
さない剛性を有しており、その第１の基準面とその第２
の基準面との内の一方（１０又は２５）を、その保持部
材上（４ａ又は４ｂ）に設けたものである。
装置は、第１物体（１６Ａ）と第２物体（８）とを同期
移動しながら第１物体（１６Ａ）のパターンの像を第２
物体（８）上に投影することにより、その第２物体をそ
の第１物体のパターンで走査露光する露光装置におい
て、その第１物体のパターンの像をその第２物体上に投
影する投影系（ＰＬ）と、その投影系を、該投影系の鏡
筒（５）を介して保持する保持部材（３，４）と、第１
の基準面（２５）を備え、該第１の基準面を基準とし
て、その第１物体（１６Ａ）の位置情報を計測する第１
干渉計システム（２０，２１，２４〜２６）と、第２の
基準面（１０）を備え、該第２の基準面を基準として、
その第２物体（８）の位置情報を計測する第２干渉計シ
ステム（９〜１３）と、を有し、その保持部材はその第
１物体とその第２物体との同期移動に伴って変形をおこ
さない剛性を有しており、その第１の基準面とその第２
の基準面との内の一方（１０又は２５）を、その保持部
材上（４ａ又は４ｂ）に設けたものである。
【００１４】また、本発明による第２の露光装置は、第
１物体（１６Ａ）と第２物体（８）とを同期移動するこ
とにより、その第２物体をその第１物体のパターンで走
査露光する露光装置において、その第１物体のパターン
の像をその第２物体上に投影する投影系（ＰＬ）と、そ
の投影系を、該投影系の鏡筒（５）を介して保持する保
持部材（３，４）と、その第１物体の位置情報を計測す
る第１干渉計システム（２０，２１，２４〜２６）と、
その第２物体の位置情報を計測する第２干渉計システム
（９〜１３）と、を有し、その保持部材はその第１物体
とその第２物体との同期移動に伴って変形をおこさない
剛性を有しており、その第１干渉計システムとその第２
干渉計システムとの内の一方の干渉計システムの一部
（２５又は１０）を、その保持部材上（４ｂ又は４ａ）
に設けたものである。
１物体（１６Ａ）と第２物体（８）とを同期移動するこ
とにより、その第２物体をその第１物体のパターンで走
査露光する露光装置において、その第１物体のパターン
の像をその第２物体上に投影する投影系（ＰＬ）と、そ
の投影系を、該投影系の鏡筒（５）を介して保持する保
持部材（３，４）と、その第１物体の位置情報を計測す
る第１干渉計システム（２０，２１，２４〜２６）と、
その第２物体の位置情報を計測する第２干渉計システム
（９〜１３）と、を有し、その保持部材はその第１物体
とその第２物体との同期移動に伴って変形をおこさない
剛性を有しており、その第１干渉計システムとその第２
干渉計システムとの内の一方の干渉計システムの一部
（２５又は１０）を、その保持部材上（４ｂ又は４ａ）
に設けたものである。
【００１５】この場合、その第２物体の走査露光中に、
一例としてその第１物体とその第２物体とはその投影系
の投影倍率に応じた互いに異なる速度で移動する。ま
た、第１干渉計システムとその第２干渉計システムとの
内の一方の測長ビームと参照ビームとを生成する第１光
学部材（２０，２１）を、その投影系を保持する保持部
材とは独立に配置された支持部材（１９）に設けること
が望ましい。
一例としてその第１物体とその第２物体とはその投影系
の投影倍率に応じた互いに異なる速度で移動する。ま
た、第１干渉計システムとその第２干渉計システムとの
内の一方の測長ビームと参照ビームとを生成する第１光
学部材（２０，２１）を、その投影系を保持する保持部
材とは独立に配置された支持部材（１９）に設けること
が望ましい。
【００１６】その第１光学部材を支持する支持部材は、
その保持部材を支持する防振機構（２Ａ，２Ｂ）から独
立して配置されることが望ましい。これらの場合に、そ
の投影系（ＰＬ）の第１物体（１６Ａ）から第２物体
（８）への投影倍率を１／Ｍ（Ｍは正の実数）としたと
きに、その第１物体側の第１干渉計システムの参照ビー
ムと計測ビームとのその投影系の光軸に平行な方向の間
隔Ｌ１を、その第２物体側の第２干渉計システムの参照
ビームと計測ビームとのその投影系の光軸に平行な方向
の間隔Ｌ２のＭ倍に設定することが望ましい。
その保持部材を支持する防振機構（２Ａ，２Ｂ）から独
立して配置されることが望ましい。これらの場合に、そ
の投影系（ＰＬ）の第１物体（１６Ａ）から第２物体
（８）への投影倍率を１／Ｍ（Ｍは正の実数）としたと
きに、その第１物体側の第１干渉計システムの参照ビー
ムと計測ビームとのその投影系の光軸に平行な方向の間
隔Ｌ１を、その第２物体側の第２干渉計システムの参照
ビームと計測ビームとのその投影系の光軸に平行な方向
の間隔Ｌ２のＭ倍に設定することが望ましい。
【００１７】また、本発明によるデバイス製造方法は、
本発明の露光装置を用いるものである。
本発明の露光装置を用いるものである。
【００１８】
【作用】斯かる本発明によれば、第１干渉計システム及
び第２干渉計システムの少なくとも一方の計測の基準面
等の一部の部材が、その投影系を保持する保持部材に設
けられている。従って、ステージ系ひいてはその投影系
が傾斜したような場合でも、それに連動してその一方の
干渉計システムの計測値が変化して、その第１物体とそ
の第２物体との位置ずれ量が高精度に計測される。そし
て、この計測結果に基づいて、それらの物体の位置関係
を高精度に所定の関係に維持することができる。
び第２干渉計システムの少なくとも一方の計測の基準面
等の一部の部材が、その投影系を保持する保持部材に設
けられている。従って、ステージ系ひいてはその投影系
が傾斜したような場合でも、それに連動してその一方の
干渉計システムの計測値が変化して、その第１物体とそ
の第２物体との位置ずれ量が高精度に計測される。そし
て、この計測結果に基づいて、それらの物体の位置関係
を高精度に所定の関係に維持することができる。
【００１９】更に、例えば図３（ａ）に示すように、第
１物体としてのマスク（１６Ａ）、投影系としての投影
光学系（ＰＬ）及び第２物体としての感光基板（８）を
含む投影露光部の光軸ＡＸ１が本来の光軸ＡＸ０に対し
て角度θだけ傾斜すると、基板側参照鏡（１０）へ入射
する光ビーム（ＷＲ）の光路長を基準とした基板側移動
鏡（９）へ入射する光ビーム（ＷＳ）の光路長がΔＸ２
だけ変化して、マスク側参照鏡（２５）へ入射する光ビ
ーム（ＲＲ）の光路長を基準としたマスク側移動鏡（２
４）へ入射する光ビーム（ＲＳ）の光路長がΔＸ１だけ
変化する。この場合、光ビーム（ＲＲ，ＲＳ）の間隔が
光ビーム（ＷＳ，ＷＲ）の間隔のＭ倍であるとすると、
次式が成立する。 ΔＸ１＝Ｍ・ΔＸ２
１物体としてのマスク（１６Ａ）、投影系としての投影
光学系（ＰＬ）及び第２物体としての感光基板（８）を
含む投影露光部の光軸ＡＸ１が本来の光軸ＡＸ０に対し
て角度θだけ傾斜すると、基板側参照鏡（１０）へ入射
する光ビーム（ＷＲ）の光路長を基準とした基板側移動
鏡（９）へ入射する光ビーム（ＷＳ）の光路長がΔＸ２
だけ変化して、マスク側参照鏡（２５）へ入射する光ビ
ーム（ＲＲ）の光路長を基準としたマスク側移動鏡（２
４）へ入射する光ビーム（ＲＳ）の光路長がΔＸ１だけ
変化する。この場合、光ビーム（ＲＲ，ＲＳ）の間隔が
光ビーム（ＷＳ，ＷＲ）の間隔のＭ倍であるとすると、
次式が成立する。 ΔＸ１＝Ｍ・ΔＸ２
【００２０】次に、それら光路長の変化量を相殺するた
めに、図３（ｂ）に示すように、基板ステージ（６，
７）側が−ΔＸ２だけ移動して、マスクステージ（２
３）側が−ΔＸ１だけ移動する。これによりマスク側の
光ビーム（ＲＳ）の光路長の変化量及び基板側の光ビー
ム（ＷＳ）の光路長の変化量はそれぞれ０になる。この
場合、例えば図３（ａ）で光軸ＡＸ１上のマスク（１６
Ａ）の点（３０）と感光基板（８）上の点（３０Ｐ）と
が共役であるとすると、図３（ｂ）において、点（３０
Ｐ）は光軸ＡＸ１から右側に−ΔＸ２だけ移動して、点
（３０）は光軸ＡＸ１から−ΔＸ１（＝−Ｍ・ΔＸ２）
だけ左側に移動している。しかしながら、投影光学系
（ＰＬ）の投影倍率は１／Ｍであるため、図３（ｂ）に
おいても、点（３０）と点（３０Ｐ）とは共役である。
従って、光軸ＡＸ１が任意の角度θだけ傾斜しても、マ
スク（１６Ａ）の共役像と感光基板（８）との重ね合わ
せ精度は高精度に維持される。
めに、図３（ｂ）に示すように、基板ステージ（６，
７）側が−ΔＸ２だけ移動して、マスクステージ（２
３）側が−ΔＸ１だけ移動する。これによりマスク側の
光ビーム（ＲＳ）の光路長の変化量及び基板側の光ビー
ム（ＷＳ）の光路長の変化量はそれぞれ０になる。この
場合、例えば図３（ａ）で光軸ＡＸ１上のマスク（１６
Ａ）の点（３０）と感光基板（８）上の点（３０Ｐ）と
が共役であるとすると、図３（ｂ）において、点（３０
Ｐ）は光軸ＡＸ１から右側に−ΔＸ２だけ移動して、点
（３０）は光軸ＡＸ１から−ΔＸ１（＝−Ｍ・ΔＸ２）
だけ左側に移動している。しかしながら、投影光学系
（ＰＬ）の投影倍率は１／Ｍであるため、図３（ｂ）に
おいても、点（３０）と点（３０Ｐ）とは共役である。
従って、光軸ＡＸ１が任意の角度θだけ傾斜しても、マ
スク（１６Ａ）の共役像と感光基板（８）との重ね合わ
せ精度は高精度に維持される。
【００２１】次に、マスク側参照鏡（２５）及び基板側
参照鏡（１０）をそれぞれ投影光学系（ＰＬ）の鏡筒
（５）の側面に対向するように取り付けると、光ビーム
（ＷＲ，ＷＳ）の間隔と光ビーム（ＲＳ，ＲＲ）の間隔
との条件を満たしつつ、全体の構成を簡略化できる。
参照鏡（１０）をそれぞれ投影光学系（ＰＬ）の鏡筒
（５）の側面に対向するように取り付けると、光ビーム
（ＷＲ，ＷＳ）の間隔と光ビーム（ＲＳ，ＲＲ）の間隔
との条件を満たしつつ、全体の構成を簡略化できる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１〜図３を
参照して説明する。本実施例は、所謂スリットスキャン
露光方式の投影露光装置に本発明を適用したものであ
る。また、図５の従来例はステップ・アンド・リピート
方式の縮小投影型露光装置（ステッパー）であるが、図
１〜図３において、図５に対応する部分には同一符号を
付してその詳細説明を省略する。
参照して説明する。本実施例は、所謂スリットスキャン
露光方式の投影露光装置に本発明を適用したものであ
る。また、図５の従来例はステップ・アンド・リピート
方式の縮小投影型露光装置（ステッパー）であるが、図
１〜図３において、図５に対応する部分には同一符号を
付してその詳細説明を省略する。
【００２３】図１は本実施例の投影露光装置を示し、こ
の図１において、ベース１８の中央部に防振ばね２Ａ及
び２Ｂを介してステージ支持台３が載置され、ステージ
支持台３に植設されたインバー（低膨張率の合金）製の
コラム４の中段に鏡筒５を介して投影倍率が１／Ｍ（Ｍ
は例えば５）の投影光学系ＰＬが取り付けられている。
ステージ支持台３の中央部にウエハ側Ｙステージ６及び
ウエハ側Ｘステージ７が載置され、ウエハ側Ｘステージ
７上にウエハ８が保持され、ウエハ側Ｘステージ７上の
Ｘ方向の一端にＸ軸用移動鏡９が取り付けられ、投影光
学系ＰＬの鏡筒５のＸ方向の側面部にＸ軸用固定鏡１０
が取り付けられている。本例のウエハ側Ｘステージ７
は、スリットスキャン露光を行う際にウエハ８をＸ方向
に一定速度で走査する機能をも有する。
の図１において、ベース１８の中央部に防振ばね２Ａ及
び２Ｂを介してステージ支持台３が載置され、ステージ
支持台３に植設されたインバー（低膨張率の合金）製の
コラム４の中段に鏡筒５を介して投影倍率が１／Ｍ（Ｍ
は例えば５）の投影光学系ＰＬが取り付けられている。
ステージ支持台３の中央部にウエハ側Ｙステージ６及び
ウエハ側Ｘステージ７が載置され、ウエハ側Ｘステージ
７上にウエハ８が保持され、ウエハ側Ｘステージ７上の
Ｘ方向の一端にＸ軸用移動鏡９が取り付けられ、投影光
学系ＰＬの鏡筒５のＸ方向の側面部にＸ軸用固定鏡１０
が取り付けられている。本例のウエハ側Ｘステージ７
は、スリットスキャン露光を行う際にウエハ８をＸ方向
に一定速度で走査する機能をも有する。
【００２４】また、ベース１８のＸ方向の端部に植設さ
れた支持台１４にビームスプリッター１２及び反射プリ
ズム１１が固定され、外部のＸ軸用レーザー干渉計本体
部１３からのレーザービームがビームスプリッター１２
によりウエハ側参照ビームＷＲ及びウエハ側測長ビーム
ＷＳに分割され、これらビームＷＲ及びＷＳがそれぞれ
Ｘ軸用固定鏡１０及びＸ軸用移動鏡９に入射している。
両ビームＷＲ及びＷＳはそれぞれＸ軸に平行であり、両
ビームＷＲ及びＷＳの投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ方
向）の間隔はＬである。Ｘ軸用レーザー干渉計本体部１
３は、ウエハ側参照ビームＷＲの光路長に対するウエハ
側測長ビームＷＳの光路長の変化量から、Ｘ軸用固定鏡
１０を基準としたＸ軸用移動鏡９のＸ方向の座標を常時
計測している。また、ウエハ側Ｘステージ７の駆動部
は、Ｘ軸用レーザー干渉計本体部１３の計測結果に基づ
いて、ウエハ側Ｘステージ７のＸ方向の座標を設定す
る。
れた支持台１４にビームスプリッター１２及び反射プリ
ズム１１が固定され、外部のＸ軸用レーザー干渉計本体
部１３からのレーザービームがビームスプリッター１２
によりウエハ側参照ビームＷＲ及びウエハ側測長ビーム
ＷＳに分割され、これらビームＷＲ及びＷＳがそれぞれ
Ｘ軸用固定鏡１０及びＸ軸用移動鏡９に入射している。
両ビームＷＲ及びＷＳはそれぞれＸ軸に平行であり、両
ビームＷＲ及びＷＳの投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ方
向）の間隔はＬである。Ｘ軸用レーザー干渉計本体部１
３は、ウエハ側参照ビームＷＲの光路長に対するウエハ
側測長ビームＷＳの光路長の変化量から、Ｘ軸用固定鏡
１０を基準としたＸ軸用移動鏡９のＸ方向の座標を常時
計測している。また、ウエハ側Ｘステージ７の駆動部
は、Ｘ軸用レーザー干渉計本体部１３の計測結果に基づ
いて、ウエハ側Ｘステージ７のＸ方向の座標を設定す
る。
【００２５】ベース１８上の支持台１４と反対側の端部
に支持台１９が植設され、支持台１９の上端部にビーム
スプリッター２０が固定され、支持台１９の中段部に反
射プリズム２１が固定されている。また、コラム４の上
端にレチクルステージ支持台２２が固定され、レチクル
ステージ支持台２２上にＸ方向に摺動自在にレチクル走
査ステージ２３が載置され、レチクル走査ステージ２３
上に転写用のパターンが形成されたレチクル１６Ａが保
持されている。レチクル走査ステージ２３上のＸ方向の
端部にはレチクル側移動鏡２４が固定され、投影光学系
ＰＬの鏡筒５のＸ方向の側面部にはレチクル側固定鏡２
５が固定されている。
に支持台１９が植設され、支持台１９の上端部にビーム
スプリッター２０が固定され、支持台１９の中段部に反
射プリズム２１が固定されている。また、コラム４の上
端にレチクルステージ支持台２２が固定され、レチクル
ステージ支持台２２上にＸ方向に摺動自在にレチクル走
査ステージ２３が載置され、レチクル走査ステージ２３
上に転写用のパターンが形成されたレチクル１６Ａが保
持されている。レチクル走査ステージ２３上のＸ方向の
端部にはレチクル側移動鏡２４が固定され、投影光学系
ＰＬの鏡筒５のＸ方向の側面部にはレチクル側固定鏡２
５が固定されている。
【００２６】この場合、ウエハ側のＸ軸用固定鏡１０と
レチクル側固定鏡２５とは、鏡筒５のＸ方向の側面部に
対向するように取り付けられている。そして、外部の図
示省略したレチクル用レーザー干渉計本体部２６から射
出されたレーザービームが、ビームスプリッター２０に
よりレチクル側測長ビームＲＳ及びレチクル側参照ビー
ムＲＲに分割される。レチクル側測長ビームＲＳはレチ
クル側移動鏡２４に反射されて再びビームスプリッター
２０に戻り、レチクル側参照ビームＲＲは反射プリズム
２１で反射されてレチクル側固定鏡２５に向かい、レチ
クル側固定鏡２５で反射された後に反射プリズム２１を
経て再びビームスプリッター２０に戻る。
レチクル側固定鏡２５とは、鏡筒５のＸ方向の側面部に
対向するように取り付けられている。そして、外部の図
示省略したレチクル用レーザー干渉計本体部２６から射
出されたレーザービームが、ビームスプリッター２０に
よりレチクル側測長ビームＲＳ及びレチクル側参照ビー
ムＲＲに分割される。レチクル側測長ビームＲＳはレチ
クル側移動鏡２４に反射されて再びビームスプリッター
２０に戻り、レチクル側参照ビームＲＲは反射プリズム
２１で反射されてレチクル側固定鏡２５に向かい、レチ
クル側固定鏡２５で反射された後に反射プリズム２１を
経て再びビームスプリッター２０に戻る。
【００２７】ビームスプリッター２０とレチクル側移動
鏡２４との間のレチクル側測長ビームＲＳと、反射プリ
ズム２１とレチクル側固定鏡２５との間のレチクル側参
照ビームＲＲとは互いに平行であり、且つＸ軸に平行で
ある。また、レチクル側移動鏡２４に入射するレチクル
側測長ビームＲＳと、レチクル側固定鏡２５に入射する
レチクル側参照ビームＲＲとのＺ方向の間隔はＭ・Ｌで
ある。即ち、レチクル１６Ａからウエハ８への投影光学
系ＰＬの投影倍率１／Ｍに対して、レチクル側測長ビー
ムＲＳとレチクル側参照ビームＲＲとのＺ方向の間隔
は、ウエハ側測長ビームＷＳとウエハ側参照ビームＷＲ
とのＺ方向の間隔のＭ倍に設定されている。
鏡２４との間のレチクル側測長ビームＲＳと、反射プリ
ズム２１とレチクル側固定鏡２５との間のレチクル側参
照ビームＲＲとは互いに平行であり、且つＸ軸に平行で
ある。また、レチクル側移動鏡２４に入射するレチクル
側測長ビームＲＳと、レチクル側固定鏡２５に入射する
レチクル側参照ビームＲＲとのＺ方向の間隔はＭ・Ｌで
ある。即ち、レチクル１６Ａからウエハ８への投影光学
系ＰＬの投影倍率１／Ｍに対して、レチクル側測長ビー
ムＲＳとレチクル側参照ビームＲＲとのＺ方向の間隔
は、ウエハ側測長ビームＷＳとウエハ側参照ビームＷＲ
とのＺ方向の間隔のＭ倍に設定されている。
【００２８】ビームスプリッター２０に戻された両ビー
ムＲＳ及びＲＲは、レチクル用レーザー干渉計本体部２
６に付属のレシーバ（受光部）に入射する。実際には、
ビームスプリッター２０に戻された両ビームＲＳ及びＲ
Ｒは、レチクル用レーザー干渉計本体部２６からの入射
方向と直交する方向に射出する場合もあり、この場合に
はそのレシーバはビームスプリッター２０の上部側に配
置される。そして、ウエハ側のＸ軸用レーザー干渉計本
体部１３と同様に、レチクル用レーザー干渉計本体部２
６は、ヘテロダイン方式又はホモダイン方式によりレチ
クル側参照ビームＲＲの光路長とレチクル側測長ビーム
ＲＳの光路長との差、ひいてはレチクル側固定鏡２５を
基準にした場合のレチクル側移動鏡２４のＸ方向の座標
を高い分解能で且つ高精度に計測する。尚、ビームスプ
リッター２０を射出して移動鏡２４と固定鏡２５との各
々に向かうレーザビームの光路のうち、少なくとも固定
鏡２５に向かうレーザビームの光路を覆う固定筒（カバ
ー）を設け、空気ゆらぎ等による干渉計の計測精度の低
下を防止するようにしても良い。このとき、さらに固定
カバー内部に、温度制御された気体を流すようにしても
良い。これは本実施例の干渉計の構成上、固定鏡２５に
向かうレーザビームの光路が長くなり得るためである。
また、移動鏡２４に向かうレーザビームの光路を覆うカ
バーも設けても良いが、このときステージ２３の移動に
追従（連動）して当該カバーを伸縮可能に構成しておく
ことが望ましい。また、ウエハ側の干渉計に対しても上
記の如きカバーを設けるようにしても良い。
ムＲＳ及びＲＲは、レチクル用レーザー干渉計本体部２
６に付属のレシーバ（受光部）に入射する。実際には、
ビームスプリッター２０に戻された両ビームＲＳ及びＲ
Ｒは、レチクル用レーザー干渉計本体部２６からの入射
方向と直交する方向に射出する場合もあり、この場合に
はそのレシーバはビームスプリッター２０の上部側に配
置される。そして、ウエハ側のＸ軸用レーザー干渉計本
体部１３と同様に、レチクル用レーザー干渉計本体部２
６は、ヘテロダイン方式又はホモダイン方式によりレチ
クル側参照ビームＲＲの光路長とレチクル側測長ビーム
ＲＳの光路長との差、ひいてはレチクル側固定鏡２５を
基準にした場合のレチクル側移動鏡２４のＸ方向の座標
を高い分解能で且つ高精度に計測する。尚、ビームスプ
リッター２０を射出して移動鏡２４と固定鏡２５との各
々に向かうレーザビームの光路のうち、少なくとも固定
鏡２５に向かうレーザビームの光路を覆う固定筒（カバ
ー）を設け、空気ゆらぎ等による干渉計の計測精度の低
下を防止するようにしても良い。このとき、さらに固定
カバー内部に、温度制御された気体を流すようにしても
良い。これは本実施例の干渉計の構成上、固定鏡２５に
向かうレーザビームの光路が長くなり得るためである。
また、移動鏡２４に向かうレーザビームの光路を覆うカ
バーも設けても良いが、このときステージ２３の移動に
追従（連動）して当該カバーを伸縮可能に構成しておく
ことが望ましい。また、ウエハ側の干渉計に対しても上
記の如きカバーを設けるようにしても良い。
【００２９】そして、レチクル走査ステージ２３の不図
示の駆動部は、レチクル用レーザー干渉計本体部２６の
計測結果に基づいてレチクル走査ステージ２３のＸ方向
の座標位置を調整する。本実施例では、照明光学系２７
から射出された露光光ＩＬは、レチクル１６Ａ上のスリ
ット状の照明領域２８を照明する。この照明領域２８
は、図２に示すように、円形の領域２９に内接する矩形
の領域であり、照明領域２８はレチクル１６Ａのパター
ン領域ＰＡの一部を覆うだけの面積を有するのみであ
る。そこで、レチクル１６Ａのパターン領域ＰＡのパタ
ーン像の全体をウエハ８上に露光するためには、図２に
おいて、照明領域２８の長手方向に直交する走査方向Ｄ
１にレチクル１６Ａを走査する必要がある。
示の駆動部は、レチクル用レーザー干渉計本体部２６の
計測結果に基づいてレチクル走査ステージ２３のＸ方向
の座標位置を調整する。本実施例では、照明光学系２７
から射出された露光光ＩＬは、レチクル１６Ａ上のスリ
ット状の照明領域２８を照明する。この照明領域２８
は、図２に示すように、円形の領域２９に内接する矩形
の領域であり、照明領域２８はレチクル１６Ａのパター
ン領域ＰＡの一部を覆うだけの面積を有するのみであ
る。そこで、レチクル１６Ａのパターン領域ＰＡのパタ
ーン像の全体をウエハ８上に露光するためには、図２に
おいて、照明領域２８の長手方向に直交する走査方向Ｄ
１にレチクル１６Ａを走査する必要がある。
【００３０】図１に戻り、レチクル１６Ａの走査方向Ｄ
１は−Ｘ方向である。そして、レチクル１６Ａを−Ｘ方
向へ一定速度Ｖで走査する際には、同期してウエハ側Ｘ
ステージ７を駆動することにより、ウエハ８をＸ方向へ
一定速度Ｖ／Ｍで走査する。従って、Ｘ方向はウエハ８
の走査方向Ｄ２と等しい。このようにレチクル１６Ａ及
びウエハ８を同期して走査することにより、レチクル１
６Ａの共役像とウエハ８との位置関係が一定に維持され
た状態で、レチクル１６Ａの全パターンの１／Ｍ倍の縮
小像がウエハ８の当該露光領域に転写される。この際
に、本実施例ではステージ支持台３、コラム４及びレチ
クルステージ支持台２２は剛性の高い素材で作られ、ス
リットスキャン露光時のレチクルステージ系及びウエハ
ステージ系の駆動で変形をおこさないようになってい
る。
１は−Ｘ方向である。そして、レチクル１６Ａを−Ｘ方
向へ一定速度Ｖで走査する際には、同期してウエハ側Ｘ
ステージ７を駆動することにより、ウエハ８をＸ方向へ
一定速度Ｖ／Ｍで走査する。従って、Ｘ方向はウエハ８
の走査方向Ｄ２と等しい。このようにレチクル１６Ａ及
びウエハ８を同期して走査することにより、レチクル１
６Ａの共役像とウエハ８との位置関係が一定に維持され
た状態で、レチクル１６Ａの全パターンの１／Ｍ倍の縮
小像がウエハ８の当該露光領域に転写される。この際
に、本実施例ではステージ支持台３、コラム４及びレチ
クルステージ支持台２２は剛性の高い素材で作られ、ス
リットスキャン露光時のレチクルステージ系及びウエハ
ステージ系の駆動で変形をおこさないようになってい
る。
【００３１】次に、本例でステージ支持台３及びコラム
４を含む投影露光部が傾斜して投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ１が傾斜した場合の動作につき説明する。図３（ａ）
は投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１がＺ軸に平行な光軸ＡＸ
０から角度θだけ傾斜した状態を示し、仮に光軸ＡＸ１
が光軸ＡＸ０に合致しているときに、Ｘ軸用移動鏡９と
Ｘ軸用固定鏡１０とはＸ方向に同じ位置にあり、レチク
ル側移動鏡２４とレチクル側固定鏡２５とはＸ方向に同
じ位置にあったものとする。
４を含む投影露光部が傾斜して投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ１が傾斜した場合の動作につき説明する。図３（ａ）
は投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１がＺ軸に平行な光軸ＡＸ
０から角度θだけ傾斜した状態を示し、仮に光軸ＡＸ１
が光軸ＡＸ０に合致しているときに、Ｘ軸用移動鏡９と
Ｘ軸用固定鏡１０とはＸ方向に同じ位置にあり、レチク
ル側移動鏡２４とレチクル側固定鏡２５とはＸ方向に同
じ位置にあったものとする。
【００３２】図３（ａ）の状態では、Ｘ軸用固定鏡１０
へ入射するウエハ側参照ビームＷＲの光路長に対してＸ
軸用移動鏡９へ入射するウエハ側測長ビームＷＳの光路
長がΔＸ２だけ変化して、レチクル側参照鏡２５へ入射
するレチクル側参照ビームＲＲの光路長に対してレチク
ル側移動鏡２４へ入射するレチクル側測長ビームＲＳの
光路長がΔＸ１だけ変化する。両ビームＷＲ及びＷＳの
間隔は両ビームＲＳ及びＲＲの間隔のＭ倍であるため、
次式が成立する。 ΔＸ１＝Ｍ・ΔＸ２
へ入射するウエハ側参照ビームＷＲの光路長に対してＸ
軸用移動鏡９へ入射するウエハ側測長ビームＷＳの光路
長がΔＸ２だけ変化して、レチクル側参照鏡２５へ入射
するレチクル側参照ビームＲＲの光路長に対してレチク
ル側移動鏡２４へ入射するレチクル側測長ビームＲＳの
光路長がΔＸ１だけ変化する。両ビームＷＲ及びＷＳの
間隔は両ビームＲＳ及びＲＲの間隔のＭ倍であるため、
次式が成立する。 ΔＸ１＝Ｍ・ΔＸ２
【００３３】次に、それら光路長の変化を相殺するため
に、図３（ｂ）に示すように、ウエハ側Ｘステージ７が
走査方向Ｄ２に所定量、即ちＸ方向に−ΔＸ２だけ移動
して、レチクル走査ステージ２３が走査方向Ｄ１に所定
量、即ち−Ｘ方向に−ΔＸ１だけ移動する。これにより
レチクル１６Ａ側の光路長差の変化量及びウエハ８側の
光路長差の変化量はそれぞれ０になる。この場合、例え
ば図３（ａ）で光軸ＡＸ１上のレチクル１６Ａ上の点３
０とウエハ８上の点３０Ｐとが共役であるとすると、図
３（ｂ）において、点３０Ｐは光軸ＡＸ１からＸ方向に
−ΔＸ２だけ移動して、点３０は光軸ＡＸ１から−Ｘ方
向に−ΔＸ１（＝−Ｍ・ΔＸ２）だけ移動している。し
かしながら、投影光学系ＰＬの投影倍率は１／Ｍである
ため、図３（ｂ）においても、点３０と点３０Ｐとは共
役である。従って、光軸ＡＸ１が任意の角度θだけ傾斜
しても、レチクル１６Ａの共役像とウエハ８との重ね合
わせ精度は高精度に維持される。
に、図３（ｂ）に示すように、ウエハ側Ｘステージ７が
走査方向Ｄ２に所定量、即ちＸ方向に−ΔＸ２だけ移動
して、レチクル走査ステージ２３が走査方向Ｄ１に所定
量、即ち−Ｘ方向に−ΔＸ１だけ移動する。これにより
レチクル１６Ａ側の光路長差の変化量及びウエハ８側の
光路長差の変化量はそれぞれ０になる。この場合、例え
ば図３（ａ）で光軸ＡＸ１上のレチクル１６Ａ上の点３
０とウエハ８上の点３０Ｐとが共役であるとすると、図
３（ｂ）において、点３０Ｐは光軸ＡＸ１からＸ方向に
−ΔＸ２だけ移動して、点３０は光軸ＡＸ１から−Ｘ方
向に−ΔＸ１（＝−Ｍ・ΔＸ２）だけ移動している。し
かしながら、投影光学系ＰＬの投影倍率は１／Ｍである
ため、図３（ｂ）においても、点３０と点３０Ｐとは共
役である。従って、光軸ＡＸ１が任意の角度θだけ傾斜
しても、レチクル１６Ａの共役像とウエハ８との重ね合
わせ精度は高精度に維持される。
【００３４】なお、図１の構成ではＸ軸用固定鏡１０及
びレチクル側固定鏡２５は投影光学系ＰＬの鏡筒５に固
定されているが、それら固定鏡をそれぞれコラム４の側
面部４ａ及び４ｂに固定してもよいことは明かである。
次に本実施例の種々の変形例につき図４を参照して説明
する。図４において図１に対応する部分には同一符号を
付している。先ず図４（ａ）の変形例では、ウエハ側の
Ｘ軸用固定鏡１０を、Ｘ軸用移動鏡９の下方のステージ
支持台３の側面に固定し、レチクル側固定鏡２５をコラ
ム４上に更に延長された支持台３１の側面で且つレチク
ル側移動鏡２４の上方に固定する。
びレチクル側固定鏡２５は投影光学系ＰＬの鏡筒５に固
定されているが、それら固定鏡をそれぞれコラム４の側
面部４ａ及び４ｂに固定してもよいことは明かである。
次に本実施例の種々の変形例につき図４を参照して説明
する。図４において図１に対応する部分には同一符号を
付している。先ず図４（ａ）の変形例では、ウエハ側の
Ｘ軸用固定鏡１０を、Ｘ軸用移動鏡９の下方のステージ
支持台３の側面に固定し、レチクル側固定鏡２５をコラ
ム４上に更に延長された支持台３１の側面で且つレチク
ル側移動鏡２４の上方に固定する。
【００３５】また、Ｘ軸用移動鏡９及びＸ軸用固定鏡１
０の反射面の方向とレチクル側移動鏡２４及びレチクル
側固定鏡２５の反射面の方向とは逆である。そして、投
影光学系ＰＬの投影倍率を１／Ｍとして、Ｘ軸用移動鏡
９に入射するウエハ側測長ビームＷＳとＸ軸用固定鏡１
０に入射するウエハ側参照ビームＷＲとのＺ方向の間隔
をＬとすると、レチクル側移動鏡２４に入射するレチク
ル側測長ビームＲＳとレチクル側固定鏡２５に入射する
レチクル側参照ビームＲＲとのＺ方向の間隔をＭ・Ｌに
設定する。この配置でも、図１の実施例と同様に、投影
光学系ＰＬの光軸ＡＸ１が傾斜した場合のレチクル１６
Ａの共役像とウエハ８との重ね合わせ精度が高精度に維
持される。
０の反射面の方向とレチクル側移動鏡２４及びレチクル
側固定鏡２５の反射面の方向とは逆である。そして、投
影光学系ＰＬの投影倍率を１／Ｍとして、Ｘ軸用移動鏡
９に入射するウエハ側測長ビームＷＳとＸ軸用固定鏡１
０に入射するウエハ側参照ビームＷＲとのＺ方向の間隔
をＬとすると、レチクル側移動鏡２４に入射するレチク
ル側測長ビームＲＳとレチクル側固定鏡２５に入射する
レチクル側参照ビームＲＲとのＺ方向の間隔をＭ・Ｌに
設定する。この配置でも、図１の実施例と同様に、投影
光学系ＰＬの光軸ＡＸ１が傾斜した場合のレチクル１６
Ａの共役像とウエハ８との重ね合わせ精度が高精度に維
持される。
【００３６】次に、図４（ｂ）の変形例では、レチクル
側移動鏡２４をレチクル走査ステージ２３上でウエハ側
のＸ軸用移動鏡９と同じ側に固定する。そして、ウエハ
側のＸ軸用固定鏡１０を、Ｘ軸用移動鏡９の上方の鏡筒
５の側面に固定し、レチクル側固定鏡２５をコラム４上
に更に延長された支持台３１の側面で且つレチクル側移
動鏡２４の上方に固定する。従って、Ｘ軸用移動鏡９及
びＸ軸用固定鏡１０の反射面の方向とレチクル側移動鏡
２４及びレチクル側固定鏡２５の反射面の方向とは同一
である。そして、投影光学系ＰＬの投影倍率を１／Ｍと
して、Ｘ軸用移動鏡９に入射するウエハ側測長ビームＷ
ＳとＸ軸用固定鏡１０に入射するウエハ側参照ビームＷ
ＲとのＺ方向の間隔をＬとすると、レチクル側移動鏡２
４に入射するレチクル側測長ビームＲＳとレチクル側固
定鏡２５に入射するレチクル側参照ビームＲＲとのＺ方
向の間隔をＭ・Ｌに設定する。この配置でも、図１の実
施例と同様に、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１が傾斜した
場合のレチクル１６Ａの共役像とウエハ８との重ね合わ
せ精度が高精度に維持される。
側移動鏡２４をレチクル走査ステージ２３上でウエハ側
のＸ軸用移動鏡９と同じ側に固定する。そして、ウエハ
側のＸ軸用固定鏡１０を、Ｘ軸用移動鏡９の上方の鏡筒
５の側面に固定し、レチクル側固定鏡２５をコラム４上
に更に延長された支持台３１の側面で且つレチクル側移
動鏡２４の上方に固定する。従って、Ｘ軸用移動鏡９及
びＸ軸用固定鏡１０の反射面の方向とレチクル側移動鏡
２４及びレチクル側固定鏡２５の反射面の方向とは同一
である。そして、投影光学系ＰＬの投影倍率を１／Ｍと
して、Ｘ軸用移動鏡９に入射するウエハ側測長ビームＷ
ＳとＸ軸用固定鏡１０に入射するウエハ側参照ビームＷ
ＲとのＺ方向の間隔をＬとすると、レチクル側移動鏡２
４に入射するレチクル側測長ビームＲＳとレチクル側固
定鏡２５に入射するレチクル側参照ビームＲＲとのＺ方
向の間隔をＭ・Ｌに設定する。この配置でも、図１の実
施例と同様に、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１が傾斜した
場合のレチクル１６Ａの共役像とウエハ８との重ね合わ
せ精度が高精度に維持される。
【００３７】次に、図４（ｃ）の変形例では、レチクル
側移動鏡２４がレチクル走査ステージ２３上でウエハ側
のＸ軸用移動鏡９と同じ側に固定されている。そして、
ウエハ側のＸ軸用固定鏡１０を、Ｘ軸用移動鏡９の下方
のステージ支持台３の側面に固定し、レチクル側固定鏡
２５をレチクル側移動鏡２４の下方の鏡筒５の側面部に
固定する。従って、Ｘ軸用移動鏡９及びＸ軸用固定鏡１
０の反射面の方向とレチクル側移動鏡２４及びレチクル
側固定鏡２５の反射面の方向とは同一である。そして、
投影光学系ＰＬの投影倍率を１／Ｍとして、Ｘ軸用移動
鏡９に入射するウエハ側測長ビームＷＳとＸ軸用固定鏡
１０に入射するウエハ側参照ビームＷＲとのＺ方向の間
隔をＬとすると、レチクル側移動鏡２４に入射するレチ
クル側測長ビームＲＳとレチクル側固定鏡２５に入射す
るレチクル側参照ビームＲＲとのＺ方向の間隔をＭ・Ｌ
に設定する。この配置でも、図１の実施例と同様に、投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１が傾斜した場合のレチクル１
６Ａの共役像とウエハ８との重ね合わせ精度が高精度に
維持される。
側移動鏡２４がレチクル走査ステージ２３上でウエハ側
のＸ軸用移動鏡９と同じ側に固定されている。そして、
ウエハ側のＸ軸用固定鏡１０を、Ｘ軸用移動鏡９の下方
のステージ支持台３の側面に固定し、レチクル側固定鏡
２５をレチクル側移動鏡２４の下方の鏡筒５の側面部に
固定する。従って、Ｘ軸用移動鏡９及びＸ軸用固定鏡１
０の反射面の方向とレチクル側移動鏡２４及びレチクル
側固定鏡２５の反射面の方向とは同一である。そして、
投影光学系ＰＬの投影倍率を１／Ｍとして、Ｘ軸用移動
鏡９に入射するウエハ側測長ビームＷＳとＸ軸用固定鏡
１０に入射するウエハ側参照ビームＷＲとのＺ方向の間
隔をＬとすると、レチクル側移動鏡２４に入射するレチ
クル側測長ビームＲＳとレチクル側固定鏡２５に入射す
るレチクル側参照ビームＲＲとのＺ方向の間隔をＭ・Ｌ
に設定する。この配置でも、図１の実施例と同様に、投
影光学系ＰＬの光軸ＡＸ１が傾斜した場合のレチクル１
６Ａの共役像とウエハ８との重ね合わせ精度が高精度に
維持される。
【００３８】また、上述実施例はスリットスキャン方式
の投影露光装置に本発明を適用したものであるが、図５
のようなステップ・アンド・リピート方式の投影露光装
置においても、レチクル１６の位置検出をレーザー干渉
計方式で行う場合には本発明の配置を適用することによ
り、レチクル１６の共役像とウエハ８との重ね合わせ精
度が高精度に維持される。このように、本発明は上述実
施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の構成を取り得る。
の投影露光装置に本発明を適用したものであるが、図５
のようなステップ・アンド・リピート方式の投影露光装
置においても、レチクル１６の位置検出をレーザー干渉
計方式で行う場合には本発明の配置を適用することによ
り、レチクル１６の共役像とウエハ８との重ね合わせ精
度が高精度に維持される。このように、本発明は上述実
施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の構成を取り得る。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、第１干渉計システム及
び第２干渉計システムの少なくとも一方の一部の部材
が、投影系を保持する保持部材に設けられているため、
第１物体（レチクル）、投影系及び第２物体（ウエハ）
を支持するステージ系が傾斜したような場合でも、第１
物体と第２物体との位置ずれ量を高精度に計測できる利
点がある。また、マスク側移動鏡及びマスク側参照鏡に
それぞれ入射する光ビームの間隔Ｌ１と、基板側移動鏡
及び基板側参照鏡にそれぞれ入射する光ビームの間隔Ｌ
２とが所定の関係に設定されている場合には、第２物
体、投影系及び第１物体を支持するステージ系の傾斜に
よる誤差が相殺されるようになっているので、第１物体
と第２物体との位置ずれ誤差が発生しない利点がある。
この場合、マスク側参照鏡及び基板側参照鏡の配置の自
由度は広く、必要に応じて最適な配置を選択することが
できる。
び第２干渉計システムの少なくとも一方の一部の部材
が、投影系を保持する保持部材に設けられているため、
第１物体（レチクル）、投影系及び第２物体（ウエハ）
を支持するステージ系が傾斜したような場合でも、第１
物体と第２物体との位置ずれ量を高精度に計測できる利
点がある。また、マスク側移動鏡及びマスク側参照鏡に
それぞれ入射する光ビームの間隔Ｌ１と、基板側移動鏡
及び基板側参照鏡にそれぞれ入射する光ビームの間隔Ｌ
２とが所定の関係に設定されている場合には、第２物
体、投影系及び第１物体を支持するステージ系の傾斜に
よる誤差が相殺されるようになっているので、第１物体
と第２物体との位置ずれ誤差が発生しない利点がある。
この場合、マスク側参照鏡及び基板側参照鏡の配置の自
由度は広く、必要に応じて最適な配置を選択することが
できる。
【図１】本発明の一実施例の投影露光装置を示す構成図
である。
である。
【図２】図１のスリット状の照明領域を示す平面図であ
る。
る。
【図３】（ａ）は図１の投影光学系ＰＬの光軸が傾斜し
た状態を示す側面図、（ｂ）は図３（ａ）の状態から光
路長の変化量を相殺するようにウエハ側Ｘステージ７及
びレチクル走査ステージ２３を動かした状態を示す側面
図である。
た状態を示す側面図、（ｂ）は図３（ａ）の状態から光
路長の変化量を相殺するようにウエハ側Ｘステージ７及
びレチクル走査ステージ２３を動かした状態を示す側面
図である。
【図４】図１の実施例の種々の変形例を示す要部の構成
図である。
図である。
【図５】従来のレーザー干渉計を備えた投影露光装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図６】図５の投影露光装置において投影露光部が傾斜
した状態の要部を示す拡大図である。
した状態の要部を示す拡大図である。
２Ａ，２Ｂ 防振ばね
３ ステージ支持台
４ コラム
ＰＬ 投影光学系
５ 投影光学系の鏡筒
７ ウエハ側Ｘステージ
９ Ｘ軸用移動鏡
１０ Ｘ軸用固定鏡
１３ Ｘ軸用レーザー干渉計本体部
２２ レチクルステージ支持台
２３ レチクル走査ステージ
２４ レチクル側移動鏡
２５ レチクル側固定鏡
２６ レチクル用レーザー干渉計本体部
２７ 照明光学系
Claims (16)
- 【請求項１】 第１物体と第２物体とを同期移動しなが
ら前記第１物体のパターンの像を前記第２物体上に投影
することにより、前記第２物体を前記第１物体のパター
ンで走査露光する露光装置において、 前記第１物体のパターンの像を前記第２物体上に投影す
る投影系と、 前記投影系を、該投影系の鏡筒を介して保持する保持部
材と、 第１の基準面を備え、該第１の基準面を基準として、前
記第１物体の位置情報を計測する第１干渉計システム
と、 第２の基準面を備え、該第２の基準面を基準として、前
記第２物体の位置情報を計測する第２干渉計システム
と、を有し、前記保持部材は、前記第１物体と前記第２物体との同期
移動に伴って変形をおこさない剛性を有しており、 前記
第１の基準面と前記第２の基準面との内の一方を、前記
保持部材上に設けたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 前記第１の基準面と前記第２の基準面と
の内の他方を、前記保持部材上に設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の露光装置。 - 【請求項３】 前記第１の基準面と前記第２の基準面と
の内の他方を、前記鏡筒上に設けたことを特徴とする請
求項１に記載の露光装置。 - 【請求項４】 第１物体と第２物体とを同期移動するこ
とにより、前記第２物体を前記第１物体のパターンで走
査露光する露光装置において、 前記第１物体のパターンの像を前記第２物体上に投影す
る投影系と、 前記投影系を、該投影系の鏡筒を介して保持する保持部
材と、 前記第１物体の位置情報を計測する第１干渉計システム
と、 前記第２物体の位置情報を計測する第２干渉計システム
と、を有し、前記保持部材は、前記第１物体と前記第２物体との同期
移動に伴って変形をおこさない剛性を有しており、 前記
第１干渉計システムと前記第２干渉計システムとの内の
一方の干渉計システムの一部を、前記保持部材上に設け
たことを特徴とする露光装置。 - 【請求項５】 前記第１干渉計システムと前記第２干渉
計システムとの内の他方の干渉計システムの一部を、前
記保持部材上に設けたことを特徴とする請求項４に記載
の露光装置。 - 【請求項６】 前記第１干渉計システムは前記第１物体
の同期移動の方向の位置情報を計測し、 前記第２干渉計システムは前記第２物体の同期移動の方
向の位置情報を計測することを特徴とする請求項１から
５の何れか一項に記載の露光装置。 - 【請求項７】 前記第２物体の走査露光中に、前記第１
物体と前記第２物体とは前記投影系の投影倍率に応じた
互いに異なる速度で移動することを特徴とする請求項１
から６の何れか一項に記載の露光装置。 - 【請求項８】 前記第２物体の走査露光中に、前記第１
物体と前記第２物体とは互いに異なる方向へ移動するこ
とを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の露
光装置。 - 【請求項９】 前記第１干渉計システムと前記第２干渉
計システムとの内の一方の測長ビームと参照ビームとを
生成する第１光学部材を、前記投影系を保持する保持部
材とは独立に配置された支持部材に設けたことを特徴と
する請求項１から８の何れか一項に記載の露光装置。 - 【請求項１０】 前記第１光学部材を支持する支持部材
は、前記保持部材を支持する防振機構から独立して配置
されることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。 - 【請求項１１】 前記第１干渉計システムと前記第２干
渉計システムとの内の他方の測長ビームと参照ビームと
を生成する第２光学部材を、前記投影系を保持する保持
部材とは独立に配置された支持部材に設けたことを特徴
とする請求項９又は１０に記載の露光装置。 - 【請求項１２】 前記第２光学部材を支持する支持部材
は、前記保持部材を支持する防振機構から独立して配置
されることを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。 - 【請求項１３】 前記第１干渉計システムは参照ビーム
の光路に温度制御された気体を流して計測精度の低下を
防止することを特徴とする請求項１から１２の何れか一
項に記載の露光装置。 - 【請求項１４】 前記第１干渉計システムと前記第２干
渉計システムとの内の一方の計測の基準面は、前記投影
系の光軸と平行な方向に関し、計測対象である物体に対
して前記投影系の反対側に設けられていることを特徴と
する請求項１から１３の何れか一項に記載の露光装置。 - 【請求項１５】 前記保持部材は、低膨張率の合金を素
材として形成されていることを特徴とする請求項１から
１４の何れか一項に記載の露光装置。 - 【請求項１６】 請求項１から１５の何れか一項に記載
の露光装置を用いるデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09939399A JP3387081B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09939399A JP3387081B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31483992A Division JP3266895B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 投影露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354437A JPH11354437A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3387081B2 true JP3387081B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=14246264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09939399A Expired - Fee Related JP3387081B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387081B2 (ja) |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP09939399A patent/JP3387081B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11354437A (ja) | 1999-12-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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