JP3387861B2 - 露光装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents
露光装置、およびデバイス製造方法Info
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- 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
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- G03F7/70216—Mask projection systems
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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
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
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- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投影露光装置、お
よびデバイス製造方法に関し、特に投影光学系の気圧変
化による光学特性への影響を補償するようにした露光装
置、およびデバイス製造方法の実現を目指すものであ
る。
よびデバイス製造方法に関し、特に投影光学系の気圧変
化による光学特性への影響を補償するようにした露光装
置、およびデバイス製造方法の実現を目指すものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の露光装置においては、これら装置
内の気圧の急な変動に関しては、考慮されてこなかっ
た。これは、自然環境下の気圧変動は、比較的ゆっくり
とした変化であり、たとえ低気圧が通過する場合でも、
時間あたり数ヘクトパスカル（ｈｐａ）程度であるから
である。
内の気圧の急な変動に関しては、考慮されてこなかっ
た。これは、自然環境下の気圧変動は、比較的ゆっくり
とした変化であり、たとえ低気圧が通過する場合でも、
時間あたり数ヘクトパスカル（ｈｐａ）程度であるから
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
クリーン度の要求が高くなり、クリーンルーム内の陽圧
の度合いが高まったため、ドアの開閉などにより急激な
気圧変動が生じる場合がある。例えば、１０２０ｈｐａ
に加圧された内容積２００ｍ3のクリーンルームと１０
００ｈｐａの圧力の内容積５ｍ3のクリーンルーム前室
を考えた場合、クリーンルームとその前室との間のドア
が開いたとすると、このクリーンルームは、１秒程度の
時間に０．５ｈｐａの変化を生じることとなる。この
０．５ｈｐａという量は今日の露光装置にとっては決し
て無視できない量である。
クリーン度の要求が高くなり、クリーンルーム内の陽圧
の度合いが高まったため、ドアの開閉などにより急激な
気圧変動が生じる場合がある。例えば、１０２０ｈｐａ
に加圧された内容積２００ｍ3のクリーンルームと１０
００ｈｐａの圧力の内容積５ｍ3のクリーンルーム前室
を考えた場合、クリーンルームとその前室との間のドア
が開いたとすると、このクリーンルームは、１秒程度の
時間に０．５ｈｐａの変化を生じることとなる。この
０．５ｈｐａという量は今日の露光装置にとっては決し
て無視できない量である。
【０００４】一般に露光装置の投影光学系は、常圧気体
を一定速で流すといった半密閉系中におかれることが多
い。この場合、投影光学系は外気に対して開放されてい
るため、その内部の気圧は、外気圧に対して時間遅れを
伴って変化する。この時間遅れの様子は、流路の形状、
すなわち入り口と出口の開口面積と内部抵抗によって定
まる。こうした投影光学系内の気体圧力変動は、光路内
の気体の屈折率を変化させ、その結果光学性能に影響を
与える。中でも、フォーカスと倍率がこの影響を最も大
きく受け、その改善が望まれていた。
を一定速で流すといった半密閉系中におかれることが多
い。この場合、投影光学系は外気に対して開放されてい
るため、その内部の気圧は、外気圧に対して時間遅れを
伴って変化する。この時間遅れの様子は、流路の形状、
すなわち入り口と出口の開口面積と内部抵抗によって定
まる。こうした投影光学系内の気体圧力変動は、光路内
の気体の屈折率を変化させ、その結果光学性能に影響を
与える。中でも、フォーカスと倍率がこの影響を最も大
きく受け、その改善が望まれていた。
【０００５】そこで、本発明は上記課題を解決し、投影
光学系内の気圧変化による光学特性への影響を補償する
ようにした露光装置、およびデバイス製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
光学系内の気圧変化による光学特性への影響を補償する
ようにした露光装置、およびデバイス製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、露光装置、およびデバイス製造方法を、
つぎのように構成したことを特徴とするものである。本
発明の投影露光装置は、外気に対して開放されている投
影光学系と、該投影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測す
る気圧計と、該気圧計の出力に応じて前記鏡筒内部の気
圧を推定し、推定した結果に基づいて、気圧の変化によ
る前記投影光学系の光学特性の変化を補償する手段とを
有することを特徴としている。また、本発明の投影露光
装置は、外気に対して開放されている投影光学系と、該
投影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測する気圧計と、該
気圧計の出力に基づいて前記鏡筒内部の気圧の変化の仕
方を推定し、推定した結果に応じて、気圧の変化による
前記投影光学系の光学特性の変化を補償する手段とを有
することを特徴としている。また、本発明の投影露光装
置は、外気に対して開放されている投影光学系と、該投
影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測する気圧計と、該気
圧計の出力に基づいて所定時間を経過した後の前記鏡筒
内部の気圧を予測し、予測した結果に応じて、気圧の変
化による前記投影光学系の光学特性の変化を補償する手
段とを有することを特徴としている。また、本発明の投
影露光装置は、該装置の運転中に前記鏡筒の内部で清浄
なガスを流す手段を有することを特徴としている。ま
た、本発明の投影露光装置は、前記清浄なガスが窒素、
ヘリウムなどの不活性ガスであることを特徴としてい
る。また、本発明の投影露光装置は、前記清浄なガスが
空気であることを特徴としている。また、本発明の投影
露光装置は、前記光学特性が、焦点位置（像面位置）及
び／または投影倍率及び／または歪曲、球面、コマ、非
点、像面湾曲など収差の一つまたは複数であることを特
徴としている。また、本発明の投影露光装置は、前記気
圧計が、レーザー干渉計を有することを特徴としてい
る。また、本発明のデバイス製造方法は、上記した本発
明のいずれかに記載の投影露光装置を用いてデバイスパ
ターンで感光体を露光する段階と、該感光体を現像する
段階とを含むことを特徴としている。
成するために、露光装置、およびデバイス製造方法を、
つぎのように構成したことを特徴とするものである。本
発明の投影露光装置は、外気に対して開放されている投
影光学系と、該投影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測す
る気圧計と、該気圧計の出力に応じて前記鏡筒内部の気
圧を推定し、推定した結果に基づいて、気圧の変化によ
る前記投影光学系の光学特性の変化を補償する手段とを
有することを特徴としている。また、本発明の投影露光
装置は、外気に対して開放されている投影光学系と、該
投影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測する気圧計と、該
気圧計の出力に基づいて前記鏡筒内部の気圧の変化の仕
方を推定し、推定した結果に応じて、気圧の変化による
前記投影光学系の光学特性の変化を補償する手段とを有
することを特徴としている。また、本発明の投影露光装
置は、外気に対して開放されている投影光学系と、該投
影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測する気圧計と、該気
圧計の出力に基づいて所定時間を経過した後の前記鏡筒
内部の気圧を予測し、予測した結果に応じて、気圧の変
化による前記投影光学系の光学特性の変化を補償する手
段とを有することを特徴としている。また、本発明の投
影露光装置は、該装置の運転中に前記鏡筒の内部で清浄
なガスを流す手段を有することを特徴としている。ま
た、本発明の投影露光装置は、前記清浄なガスが窒素、
ヘリウムなどの不活性ガスであることを特徴としてい
る。また、本発明の投影露光装置は、前記清浄なガスが
空気であることを特徴としている。また、本発明の投影
露光装置は、前記光学特性が、焦点位置（像面位置）及
び／または投影倍率及び／または歪曲、球面、コマ、非
点、像面湾曲など収差の一つまたは複数であることを特
徴としている。また、本発明の投影露光装置は、前記気
圧計が、レーザー干渉計を有することを特徴としてい
る。また、本発明のデバイス製造方法は、上記した本発
明のいずれかに記載の投影露光装置を用いてデバイスパ
ターンで感光体を露光する段階と、該感光体を現像する
段階とを含むことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、上記構成によって、投
影光学系内の気圧変化による光学特性への影響を補償す
ることができ、たとえば、この投影光学系内の気圧変化
によるフォーカス位置の変化と倍率変化を補正すること
が可能となる。
影光学系内の気圧変化による光学特性への影響を補償す
ることができ、たとえば、この投影光学系内の気圧変化
によるフォーカス位置の変化と倍率変化を補正すること
が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
図１に本発明の実施例１の構成を示す。投影光学系の構
造体（鏡筒）内に気圧計を設ける。この気圧計の出力値
は常時モニタされ、気圧フォーカス制御装置に送られ
る。気圧フォーカス制御装置は、ノイズ除去のために適
当な幅の移動平均のたぐいのフィルタをかけた後、投影
光学系のフォーカスの値（ピント位置）をフォーカス制
御装置に送る。フォーカス制御装置は、ウエハ面フォー
カス（高さ）の計測値、露光によるフォーカス変動値
（ピント位置変化量）と気圧によるフォーカス変動値
（ピント位置変化量）を足しあわせて、実際のウエハス
テージの光軸方向の制御を行う。この制御を露光動作中
にも行えるようにするため、気圧計の応答を十分高速に
する必要がある。その目的のためには、Ｗａｖｅ Ｌｅ
ｎｇｔｈ Ｔｒｕｃｋｅｒ（以下ＷＬＴと略）のような
レーザ干渉計を利用した気圧計が一つの例として考えら
れる。ＷＬＴは温度にも気圧にも大変敏感であり、例え
ばＨｅＮｅレーザを用いた場合、空気温度１℃に対して
約１ｐｐｍ、気圧１ｈｐａに対して０．２７ｐｐｍの変
化を示す。一方、投影光学系の構造体内は、通常０．０
１℃以下の温度安定性が確保されている。したがって出
力値は気圧の変動を大変精度良く表わすこととなる。
造体（鏡筒）内に気圧計を設ける。この気圧計の出力値
は常時モニタされ、気圧フォーカス制御装置に送られ
る。気圧フォーカス制御装置は、ノイズ除去のために適
当な幅の移動平均のたぐいのフィルタをかけた後、投影
光学系のフォーカスの値（ピント位置）をフォーカス制
御装置に送る。フォーカス制御装置は、ウエハ面フォー
カス（高さ）の計測値、露光によるフォーカス変動値
（ピント位置変化量）と気圧によるフォーカス変動値
（ピント位置変化量）を足しあわせて、実際のウエハス
テージの光軸方向の制御を行う。この制御を露光動作中
にも行えるようにするため、気圧計の応答を十分高速に
する必要がある。その目的のためには、Ｗａｖｅ Ｌｅ
ｎｇｔｈ Ｔｒｕｃｋｅｒ（以下ＷＬＴと略）のような
レーザ干渉計を利用した気圧計が一つの例として考えら
れる。ＷＬＴは温度にも気圧にも大変敏感であり、例え
ばＨｅＮｅレーザを用いた場合、空気温度１℃に対して
約１ｐｐｍ、気圧１ｈｐａに対して０．２７ｐｐｍの変
化を示す。一方、投影光学系の構造体内は、通常０．０
１℃以下の温度安定性が確保されている。したがって出
力値は気圧の変動を大変精度良く表わすこととなる。
【０００９】［実施例２］
実施例１の発明では、投影光学系の鏡筒の内部の気圧を
直接計測しているため、計測精度は高いが、反面その計
測値を基に補正駆動をしようとすると、駆動系の追従性
を高くしなければならない。一般に応答速度の速い駆動
系は高価で、設計難易度も高い。実施例２はこうした状
況を鑑みて発明されたものである。本実施例では、図４
に示すように、気圧計が投影光学系の鏡筒の外部に設置
される。投影光学系が半密閉構造となっている場合に
は、チャンバー内の気圧変動が、少し遅延して、またあ
る程度なまされた形で投影光学系内に伝播する。この場
合一次遅れの制御式を利用してこの様子を近似すること
ができる。近似パラメータは実際の実験から定めること
ができる。図２は外圧をステップ状に変化させた時の、
鏡筒内部の圧力を実験から求めたグラフである。圧力伝
達に関して、この鏡筒が時間遅れ系となっていることが
分かる。図２のグラフを式で表わすと式（１）となる。
直接計測しているため、計測精度は高いが、反面その計
測値を基に補正駆動をしようとすると、駆動系の追従性
を高くしなければならない。一般に応答速度の速い駆動
系は高価で、設計難易度も高い。実施例２はこうした状
況を鑑みて発明されたものである。本実施例では、図４
に示すように、気圧計が投影光学系の鏡筒の外部に設置
される。投影光学系が半密閉構造となっている場合に
は、チャンバー内の気圧変動が、少し遅延して、またあ
る程度なまされた形で投影光学系内に伝播する。この場
合一次遅れの制御式を利用してこの様子を近似すること
ができる。近似パラメータは実際の実験から定めること
ができる。図２は外圧をステップ状に変化させた時の、
鏡筒内部の圧力を実験から求めたグラフである。圧力伝
達に関して、この鏡筒が時間遅れ系となっていることが
分かる。図２のグラフを式で表わすと式（１）となる。
【００１０】
ＲI（ｔ）＝−４１ ｌｏｇｔ＋２６・・・・（１）
式（１）においてＲI（ｔ）は、時刻１．０において外
圧が０．６Ｐａｓｃａｌ減少した場合の、時刻における
鏡筒内部の圧力を表わす。一方、実際の気圧の変化は、
図３の例に示されているようにクリーンルーム内の気圧
変化は、ステップ応答よりもなだらかに変動する。した
がって式（１）で求まるインパルス応答から各時刻にお
ける外気圧の値を畳み込んで積分することにより、鏡筒
内部の圧力を求めることができる。すなわち外気圧をＡ
（ｔ）とすると、一般に鏡筒内圧は式（２）となる。
圧が０．６Ｐａｓｃａｌ減少した場合の、時刻における
鏡筒内部の圧力を表わす。一方、実際の気圧の変化は、
図３の例に示されているようにクリーンルーム内の気圧
変化は、ステップ応答よりもなだらかに変動する。した
がって式（１）で求まるインパルス応答から各時刻にお
ける外気圧の値を畳み込んで積分することにより、鏡筒
内部の圧力を求めることができる。すなわち外気圧をＡ
（ｔ）とすると、一般に鏡筒内圧は式（２）となる。
【００１１】
Ｐ（ｔ）＝Σ｛Ａ（ｔ）・Ｈ（ｔ−τ）｝・・・・・・（２）
ここでＨ（ｔ）は、インパルス応答関数を表わし、実験
式（１）より近似的に求めることができる。このような
実験式を用いる推定手段をとらずとも、あらかじめ内部
圧力と外部圧力の関係を実験から求めておき、その関係
データを例えば表に格納しておく推定手段を用いても、
同様の効果を得ることができる。
式（１）より近似的に求めることができる。このような
実験式を用いる推定手段をとらずとも、あらかじめ内部
圧力と外部圧力の関係を実験から求めておき、その関係
データを例えば表に格納しておく推定手段を用いても、
同様の効果を得ることができる。
【００１２】図４において、内部圧力推定器は、投影光
学系の鏡筒の外部に設置された気圧計のデータに対し
て、ノイズ除去のために適当な幅の移動平均のたぐいの
フィルタをかけた後、上述の演算を施して各時刻におけ
る投影系の内部圧力を推定する。フォーカス制御装置は
推定された内部圧力からフォーカス変化量を計算する。
ウエハステージ制御装置が計算されたフォーカス変化量
にしたがってウエハステージを投影光学系の光軸方向に
駆動する。このようにして、気圧の変化にもかかわら
ず、ウエハ上のショット領域をいつも最適な焦点位置に
位置決めすることができる。本実施例は、鏡筒の外部の
気圧を計測して、そこから投影光学系の内部圧力を推定
することが特徴である。実際の投影光学系の内部圧力
は、外部の気圧から遅れて変化するために、本実施例で
は実際の内部圧力変化が起こる前に知ることができる。
したがって圧力変化を補正する駆動時間を確保すること
ができる。
学系の鏡筒の外部に設置された気圧計のデータに対し
て、ノイズ除去のために適当な幅の移動平均のたぐいの
フィルタをかけた後、上述の演算を施して各時刻におけ
る投影系の内部圧力を推定する。フォーカス制御装置は
推定された内部圧力からフォーカス変化量を計算する。
ウエハステージ制御装置が計算されたフォーカス変化量
にしたがってウエハステージを投影光学系の光軸方向に
駆動する。このようにして、気圧の変化にもかかわら
ず、ウエハ上のショット領域をいつも最適な焦点位置に
位置決めすることができる。本実施例は、鏡筒の外部の
気圧を計測して、そこから投影光学系の内部圧力を推定
することが特徴である。実際の投影光学系の内部圧力
は、外部の気圧から遅れて変化するために、本実施例で
は実際の内部圧力変化が起こる前に知ることができる。
したがって圧力変化を補正する駆動時間を確保すること
ができる。
【００１３】［実施例３］
実施例３は、外部あるいは内部の気圧計の値の時間微分
値があらかじめ定めた一定の値を超えたときには、その
後の露光動作を一時中断するようにしたものである。鏡
筒の外部に気圧計を持つが投影光学系のフォーカスの補
正手段を持たない場合等には、実施例２で用いた予測手
段により、投影光学系内部の圧力を推定し、その圧力が
フォーカス，収差等に関して問題となる値（閾値）以上
の場合には、露光動作を中断し、内部圧力が閾値以下と
なった時刻から露光動作を再開する方法が有効である。
さらに予測手段も持たない場合には、簡易的に次のよう
な方法がある。すなわち鏡筒の外部あるいは内部の気圧
計の値の時間微分値があらかじめ定めた一定の値を超え
たときには、その後の露光動作を一時中断し、上記時間
微分値が先の値以下となった時から一定の遅延をおいて
再開する。この一定の遅延時間は、外気圧変化に対する
投影光学系内の気圧変化の遅れ時間から算出する。
値があらかじめ定めた一定の値を超えたときには、その
後の露光動作を一時中断するようにしたものである。鏡
筒の外部に気圧計を持つが投影光学系のフォーカスの補
正手段を持たない場合等には、実施例２で用いた予測手
段により、投影光学系内部の圧力を推定し、その圧力が
フォーカス，収差等に関して問題となる値（閾値）以上
の場合には、露光動作を中断し、内部圧力が閾値以下と
なった時刻から露光動作を再開する方法が有効である。
さらに予測手段も持たない場合には、簡易的に次のよう
な方法がある。すなわち鏡筒の外部あるいは内部の気圧
計の値の時間微分値があらかじめ定めた一定の値を超え
たときには、その後の露光動作を一時中断し、上記時間
微分値が先の値以下となった時から一定の遅延をおいて
再開する。この一定の遅延時間は、外気圧変化に対する
投影光学系内の気圧変化の遅れ時間から算出する。
【００１４】［実施例４］
図５に本発明の実施例４の構成を示す。投影光学系内の
一部のレンズを光軸方向に駆動することによって、投影
光学系の焦点位置（フォーカス）や投影倍率を調整する
ことができる。図５は、その機構を備えた装置の一例を
示す。内部圧力推定器は、大気圧センサーで計測された
大気圧変化から各時刻における投影光学系の内部圧力を
推定する。推定方法は実施例２の方法を用いる。推定し
た内部圧力値が、フォーカス制御器と倍率制御器に送ら
れ、フォーカス補正用のレンズと倍率補正用のレンズを
駆動する。推定圧力値は時刻の関数として実際の事象以
前に求められるため、露光時刻における焦点位置と投影
倍率を適正に補正することが可能となる。
一部のレンズを光軸方向に駆動することによって、投影
光学系の焦点位置（フォーカス）や投影倍率を調整する
ことができる。図５は、その機構を備えた装置の一例を
示す。内部圧力推定器は、大気圧センサーで計測された
大気圧変化から各時刻における投影光学系の内部圧力を
推定する。推定方法は実施例２の方法を用いる。推定し
た内部圧力値が、フォーカス制御器と倍率制御器に送ら
れ、フォーカス補正用のレンズと倍率補正用のレンズを
駆動する。推定圧力値は時刻の関数として実際の事象以
前に求められるため、露光時刻における焦点位置と投影
倍率を適正に補正することが可能となる。
【００１５】［実施例５］
図６に本発明の実施例５の構成を示す。実施例５は投影
光学系内にレンズとレンズの間の所定空間の圧力制御に
よるフォーカス補正機構をもっている場合である。圧力
制御の対象となっている以外の投影光学系は気圧変動の
影響を受けるため、この影響を圧力制御によるフォーカ
ス補正機構によって補正する。同図において、投影光学
系内のレンズＬ２とＬ３の間が密閉構造となっていて、
この空間の圧力を調整することによって投影レンズの焦
点位置を補正する。鏡筒の外部の圧力センサからのデー
タは、内部圧力推定器によって実施例２と同様な処理を
受けた後、フォーカス駆動機構制御器に送られる。フォ
ーカス駆動機構制御器は、推定焦点位置に対応する密閉
空間の圧力値を求め、その値を圧力制御器に送り、投影
光学系の焦点位置を補正する。
光学系内にレンズとレンズの間の所定空間の圧力制御に
よるフォーカス補正機構をもっている場合である。圧力
制御の対象となっている以外の投影光学系は気圧変動の
影響を受けるため、この影響を圧力制御によるフォーカ
ス補正機構によって補正する。同図において、投影光学
系内のレンズＬ２とＬ３の間が密閉構造となっていて、
この空間の圧力を調整することによって投影レンズの焦
点位置を補正する。鏡筒の外部の圧力センサからのデー
タは、内部圧力推定器によって実施例２と同様な処理を
受けた後、フォーカス駆動機構制御器に送られる。フォ
ーカス駆動機構制御器は、推定焦点位置に対応する密閉
空間の圧力値を求め、その値を圧力制御器に送り、投影
光学系の焦点位置を補正する。
【００１６】［実施例６］
図７に本発明の実施例６の構成を示す。露光波長の可変
機構を使うと、さらに効果的な投影光学系の光学特性の
補正が可能となる。気圧変動によって、投影光学系内の
光路内の気体の屈折率変動が変化する。この影響は、露
光波長を変化させることにより完全に補正することがで
きる。この場合、フォーカス変動だけでなく、気圧変化
によって発生する倍率や色収差等のその他の収差も補正
することができる。波長可変機構による補正のタイミン
グは、ステッパ（ステップ＆リピート型投影露光装置）
の場合でもスキャナ（ステップ＆スキャン型投影露光装
置）の場合でも、ショット露光の間もしくはショット露
光中の二つの場合が考えられる。エキシマレーザなどを
用いた露光装置の場合には、波長の変化させる量が小さ
いときは、ショット露光中およびショット露光の間に行
い、波長を大きく変化させるときは、ショット間の非露
光期間を使う。これは波長の変化に伴って一部ダミーパ
ルスが必要となる場合があるからである。いずれにして
も投影光学系内の気圧変化を直接に計測するか、もしく
は予測し、その変化に追従して露光波長を変化させる。
機構を使うと、さらに効果的な投影光学系の光学特性の
補正が可能となる。気圧変動によって、投影光学系内の
光路内の気体の屈折率変動が変化する。この影響は、露
光波長を変化させることにより完全に補正することがで
きる。この場合、フォーカス変動だけでなく、気圧変化
によって発生する倍率や色収差等のその他の収差も補正
することができる。波長可変機構による補正のタイミン
グは、ステッパ（ステップ＆リピート型投影露光装置）
の場合でもスキャナ（ステップ＆スキャン型投影露光装
置）の場合でも、ショット露光の間もしくはショット露
光中の二つの場合が考えられる。エキシマレーザなどを
用いた露光装置の場合には、波長の変化させる量が小さ
いときは、ショット露光中およびショット露光の間に行
い、波長を大きく変化させるときは、ショット間の非露
光期間を使う。これは波長の変化に伴って一部ダミーパ
ルスが必要となる場合があるからである。いずれにして
も投影光学系内の気圧変化を直接に計測するか、もしく
は予測し、その変化に追従して露光波長を変化させる。
【００１７】［実施例７］上述のスキャナーの如き走査型露光装置の
場合、スキャ
ン露光中の気圧変動に対応するために、別手段にて計測
した投影光学系の焦点位置に気圧変動による投影光学系
の焦点位置変化分を加えることで焦点位置を補正する。
この際ステージ駆動のサイクル時間とほぼ同じ時間間隔
にて補正する必要があるので、ＷＬＴのような高速の応
答時間を持つ計測系ベースにして補正予測計算を行い、
その予測値をステージ制御系が直接に読み出し、ステー
ジ制御目標位置を書き換える。実施例２で述べた内部圧
力推定方法を用いれば、推定圧力値は時刻の関数として
実際の事象以前に求められるため、各露光時刻における
焦点位置を適正に補正することが可能となる。
ン露光中の気圧変動に対応するために、別手段にて計測
した投影光学系の焦点位置に気圧変動による投影光学系
の焦点位置変化分を加えることで焦点位置を補正する。
この際ステージ駆動のサイクル時間とほぼ同じ時間間隔
にて補正する必要があるので、ＷＬＴのような高速の応
答時間を持つ計測系ベースにして補正予測計算を行い、
その予測値をステージ制御系が直接に読み出し、ステー
ジ制御目標位置を書き換える。実施例２で述べた内部圧
力推定方法を用いれば、推定圧力値は時刻の関数として
実際の事象以前に求められるため、各露光時刻における
焦点位置を適正に補正することが可能となる。
【００１８】［実施例８］
図８に実施例８の構成を示す。本実施例では、鏡筒内の
微差圧計と鏡筒外の気圧計とを用いて、投影光学系の内
部圧力を計測する。微差圧計は計測分解能が高いので、
より精度の高い計測が可能となる。他の構成は図１の実
施例１と同じである。またこの実施例の構成を用いれ
ば、計算から推定した光学系内部の圧力変化を実際に計
測することが可能であり、計測した値から、推定に使っ
ていた推定式のパラメータを学習によって求める。その
結果、より高精度の推定が可能となる。なお、以上に説
明した各露光装置は工場内の、出入り可能なクリーンル
ーム内に設置される。
微差圧計と鏡筒外の気圧計とを用いて、投影光学系の内
部圧力を計測する。微差圧計は計測分解能が高いので、
より精度の高い計測が可能となる。他の構成は図１の実
施例１と同じである。またこの実施例の構成を用いれ
ば、計算から推定した光学系内部の圧力変化を実際に計
測することが可能であり、計測した値から、推定に使っ
ていた推定式のパラメータを学習によって求める。その
結果、より高精度の推定が可能となる。なお、以上に説
明した各露光装置は工場内の、出入り可能なクリーンル
ーム内に設置される。
【００１９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、投影光学系内の気圧変化による光学特性への影響を
補償することができ、特に、このような投影光学系内の
気圧変化により、最も大きく影響を受けるフォーカスと
倍率への影響を補償することが可能となる。
ば、投影光学系内の気圧変化による光学特性への影響を
補償することができ、特に、このような投影光学系内の
気圧変化により、最も大きく影響を受けるフォーカスと
倍率への影響を補償することが可能となる。
【図１】鏡筒内の圧力変化に対するフォーカス補正機能
を有する露光装置を示す図。
を有する露光装置を示す図。
【図２】鏡筒内部の空気圧のステップ応答を示す図。
【図３】クリーンルーム内の気圧変化の例を示す図。
【図４】推定による気圧フオーカス補正機構を有する露
光装置を示す図。
光装置を示す図。
【図５】フォーカスと倍率補正機構を備えた露光装置を
示す図。
示す図。
【図６】圧力制御によるフォーカス補正機構を備えた露
光装置を示す図。
光装置を示す図。
【図７】露光波長制御による気圧収差補正機能を備えた
露光装置を示す図。
露光装置を示す図。
【図８】鏡筒内の圧力変化に対するフォーカス補正機能
を有する露光装置の他の例を示す図。
を有する露光装置の他の例を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/20
Claims (9)
- 【請求項１】外気に対して開放されている投影光学系
と、該投影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測する気圧計
と、該気圧計の出力に応じて前記鏡筒内部の気圧を推定
し、推定した結果に基づいて、気圧の変化による前記投
影光学系の光学特性の変化を補償する手段とを有するこ
とを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】外気に対して開放されている投影光学系
と、該投影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測する気圧計
と、該気圧計の出力に基づいて前記鏡筒内部の気圧の変
化の仕方を推定し、推定した結果に応じて、気圧の変化
による前記投影光学系の光学特性の変化を補償する手段
とを有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項３】外気に対して開放されている投影光学系
と、該投影光学系の鏡筒の外部の気圧を計測する気圧計
と、該気圧計の出力に基づいて所定時間を経過した後の
前記鏡筒内部の気圧を予測し、予測した結果に応じて、
気圧の変化による前記投影光学系の光学特性の変化を補
償する手段とを有することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項４】投影露光装置の運転中に前記鏡筒の内部で
清浄なガスを流す手段を有することを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載の投影露光装置。 - 【請求項５】前記清浄なガスが窒素、ヘリウムなどの不
活性ガスであることを特徴とする請求項４に記載の投影
露光装置。 - 【請求項６】前記清浄なガスが空気であることを特徴と
する請求項４に記載の投影露光装置。 - 【請求項７】前記光学特性は、焦点位置（像面位置）及
び／または投影倍率及び／または歪曲、球面、コマ、非
点、像面湾曲など収差の一つまたは複数であることを特
徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の投影露光
装置。 - 【請求項８】前記気圧計は、レーザー干渉計を有するこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の投
影露光装置。 - 【請求項９】請求項１〜８のいずれか１項に記載の投影
露光装置を用いてデバイスパターンで感光体を露光する
段階と、該感光体を現像する段階とを含むことを特徴と
するデバイス製造方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP25555299A JP3387861B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 露光装置、およびデバイス製造方法 |
| US09/658,464 US6614503B1 (en) | 1999-09-09 | 2000-09-08 | Projection exposure apparatus, and device manufacturing method which compensate for a change in optical performance of a projection optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25555299A JP3387861B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 露光装置、およびデバイス製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085292A JP2001085292A (ja) | 2001-03-30 |
| JP3387861B2 true JP3387861B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=17280317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25555299A Expired - Fee Related JP3387861B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | 露光装置、およびデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6614503B1 (ja) |
| JP (1) | JP3387861B2 (ja) |
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| WO2007096949A1 (ja) * | 2006-02-21 | 2007-08-30 | Fujitsu Limited | 露光装置、露光方法、及び電子装置の製造方法 |
| DE102006023876A1 (de) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | Carl Zeiss Smt Ag | Optische Abbildungseinrichtung |
| JP4366386B2 (ja) | 2006-09-07 | 2009-11-18 | キヤノン株式会社 | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| NL2008186A (en) * | 2011-03-14 | 2012-09-17 | Asml Netherlands Bv | Projection system, lithographic apparatus and device manufacturing method. |
| WO2017084870A1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic Apparatus and Method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4714331A (en) * | 1985-03-25 | 1987-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for automatic focusing |
| JP2864060B2 (ja) * | 1991-09-04 | 1999-03-03 | キヤノン株式会社 | 縮小投影型露光装置及び方法 |
| US6235438B1 (en) * | 1997-10-07 | 2001-05-22 | Nikon Corporation | Projection exposure method and apparatus |
-
1999
- 1999-09-09 JP JP25555299A patent/JP3387861B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-08 US US09/658,464 patent/US6614503B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6614503B1 (en) | 2003-09-02 |
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