JPH07283114A - Aligner - Google Patents

Aligner

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JPH07283114A
JPH07283114A JP6070987A JP7098794A JPH07283114A JP H07283114 A JPH07283114 A JP H07283114A JP 6070987 A JP6070987 A JP 6070987A JP 7098794 A JP7098794 A JP 7098794A JP H07283114 A JPH07283114 A JP H07283114A
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JP
Japan
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wavelength
optical system
wafer
projection optical
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP6070987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Nakanishi
淑人 中西
Takeo Sato
健夫 佐藤
Hiroyuki Nagano
寛之 長野
Satoru Kimura
悟 木村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6070987A priority Critical patent/JPH07283114A/en
Publication of JPH07283114A publication Critical patent/JPH07283114A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • 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
    • G03F7/70883Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To compensate for environmental variation, expansion of a wafer and deviation of a focal position and to realize highly accurate superposition exposure. CONSTITUTION:This device has a laser 1 whose oscillation wavelength is variable, a wavelength control means 14 for controlling an oscillation wavelength of laser light, an illumination optical system 2 for lighting a mask by laser light, a projection optical system 6 having a lens which images a mask pattern of a mask on a wafer, a pressure control means 5 for controlling a pressure applied to a lens inside a projection optical system and an environmental variation detection means 4 for detecting an environmental variation amount which varies a pressure applied to a lens of a projection optical system. Therefore, a wavelength control means controls a wavelength of laser light and a pressure control means controls a pressure applied to a lens inside a projection optical system to correct an environmental variation amount, etc., detected by an environmental variation detection means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、露光装置に関し、特
に、マスク上のパターンを投影光学系を介してウェハ上
に転写する露光装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to an exposure apparatus for transferring a pattern on a mask onto a wafer via a projection optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体は微細化がますます進み、
64MDRAMのLSIでは0.35μmの設計ルール
の画定が望まれており、今後、更にもっと細かいデザイ
ンルールがホトリソグラフィ技術において要求されるこ
とは必至である。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductors have become smaller and smaller,
In a 64M DRAM LSI, it is desired to define a design rule of 0.35 μm, and it is inevitable that further finer design rules will be required in the photolithography technology in the future.

【0003】そして、重ね合わせ精度は、設計ルールの
5分の1から3分の1程度の高い精度が要求されてい
る。
The overlay accuracy is required to be as high as one fifth to one third of the design rule.

【0004】さて、一般的に、解像力Rは、投影レンズ
の開口数(N.A.)と露光波長λを用いて(数1)の
関係で表される。同様に焦点深度(DOF)も(数2)
のように表される。ここに、A1、A2は、比例定数であ
る。
Generally, the resolving power R is represented by the relationship of (Equation 1) using the numerical aperture (NA) of the projection lens and the exposure wavelength λ. Similarly, the depth of focus (DOF) is also (Equation 2)
It is expressed as. Here, A 1 and A 2 are constants of proportionality.

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】[0006]

【数2】 [Equation 2]

【0007】よって、(数1)から解像力を向上させる
ためには、露光波長を短くして、投影レンズの開口数を
高くしなければならないが、そうすると逆に(数2)か
ら判るように、焦点深度が短くなることがわかる。
Therefore, in order to improve the resolving power from (Equation 1), it is necessary to shorten the exposure wavelength and increase the numerical aperture of the projection lens. On the contrary, as can be seen from (Equation 2), It can be seen that the depth of focus becomes shorter.

【0008】例えば、最小線幅程度での焦点深度は1μ
m程度となり、露光をする際のウェハの高さ位置を、高
精度で検出して位置合わせすることは、非常に重要にな
ってくる。
For example, the depth of focus at the minimum line width is 1 μm.
Since the height of the wafer is about m, it is very important to detect and align the height position of the wafer during exposure with high accuracy.

【0009】このような位置合わせの具体的な構成は、
例えば特開昭62−69617号公報に記載されてい
る。
A specific configuration for such alignment is as follows.
For example, it is described in JP-A-62-69617.

【0010】この従来例には、投影レンズを複数の空気
室に分けて、その空気室の圧力を制御して倍率変動とフ
ォーカス変動を制御する構成が開示されている。
This conventional example discloses a configuration in which the projection lens is divided into a plurality of air chambers, and the pressure in the air chambers is controlled to control magnification variation and focus variation.

【0011】以下、図5を用いながら説明する。図5に
おいて、15は照明光学系、16はレチクル、17は投
影光学系、18はウエハ、19はウエハ18を載置する
ステージ、20は結像特性調整装置、21は定圧制御
系、Hは倍率調整用に圧力制御される空気室、Nはフォ
ーカス調整用に圧力制御される空気室、G1からG5は
代表的なレンズ素子である。
A description will be given below with reference to FIG. In FIG. 5, reference numeral 15 is an illumination optical system, 16 is a reticle, 17 is a projection optical system, 18 is a wafer, 19 is a stage on which the wafer 18 is mounted, 20 is an imaging characteristic adjusting device, 21 is a constant pressure control system, and H is H. An air chamber whose pressure is controlled for magnification adjustment, N is an air chamber whose pressure is controlled for focus adjustment, and G1 to G5 are typical lens elements.

【0012】そして、照明光学系15から照射される照
射光を用いて、投影光学系17を介して、レチクル16
の像をウエハ18上に投影露光するものである。
Then, the reticle 16 is projected through the projection optical system 17 using the irradiation light emitted from the illumination optical system 15.
Image is projected and exposed on the wafer 18.

【0013】この構成では、気圧変動によって発生する
照明光学系15の倍率変動とフォーカス変動とを補正す
るため、投影レンズ内の密閉された倍率調整用空気室
H,フォーカス位置調整用空気室Nの圧力を制御して、
その屈折率を変化させている。
In this structure, in order to correct the fluctuation in magnification and the fluctuation in focus of the illumination optical system 15 caused by the fluctuation in atmospheric pressure, the air chamber H for magnification adjustment and the air chamber N for focus position adjustment in the projection lens are closed. Control the pressure,
The refractive index is changed.

【0014】つまり、この際、それぞれの空気室H,N
には、結像特性調整装置20によりP1,P2の所定の
範囲内で圧力が印加される。
That is, at this time, the respective air chambers H, N
, The pressure is applied within the predetermined range of P1 and P2 by the imaging characteristic adjusting device 20.

【0015】そして、更に、各レンズ素子にかかる応力
が、常に一方向になるように、A,Bの空気室に、定圧
制御系21により、P1,P2の設定範囲以上、あるい
は以下の定圧が印加されている。
Further, the constant pressure control system 21 applies a constant pressure above or below the setting range of P1 and P2 to the air chambers A and B so that the stress applied to each lens element is always in one direction. Is being applied.

【0016】とういのは、このように各レンズ素子が、
常に一定の方向の圧力しか受けないように構成される
と、圧力の働く方向とは異なる方向に関してレンズを強
く保持する必要がなくなるため、レンズに無用な歪を与
える可能性が少なく、露光特性が安定化されるからであ
る。
The point is that each lens element is
If it is configured to always receive pressure in a fixed direction, it is not necessary to strongly hold the lens in a direction different from the direction in which pressure acts, so there is little possibility of giving unnecessary distortion to the lens and exposure characteristics This is because it will be stabilized.

【0017】次に、このような補正が正確に行われたか
否かを検出し、許容値以上に外れた場合には、ウエハの
高さを検出する検出器の零点等を補正する必要がある。
Next, it is necessary to detect whether or not such correction is accurately performed, and if it is out of the allowable value, it is necessary to correct the zero point or the like of the detector for detecting the height of the wafer. .

【0018】このような構成には、例えば、特開昭63
−58349号公報に開示されているものがある。
Such a structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-63.
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 58349.

【0019】同号報においては、TTLFA系(投影光
学系を介して焦点検出を行なう焦点検出機構)を用いて
合焦位置を検出して、ウェハ高さ検出器の零点を補正す
る構成が開示されている。
In the same report, a structure is disclosed in which a focus position is detected by using a TTLFA system (focus detection mechanism for performing focus detection via a projection optical system) and a zero point of a wafer height detector is corrected. Has been done.

【0020】以下、図6を用いて説明する。図6におい
て、25は光源、26はリレーレンズ、27はパター
ン、28はリレーレンズ、29はハーフミラー、30は
フィールドレンズ、31は視野絞り、32はリレーレン
ズ、33はミラー、34はレチクル、35は投影レン
ズ、36は反射板、37はプリズム、38はリニアアレ
イである。
A description will be given below with reference to FIG. In FIG. 6, 25 is a light source, 26 is a relay lens, 27 is a pattern, 28 is a relay lens, 29 is a half mirror, 30 is a field lens, 31 is a field stop, 32 is a relay lens, 33 is a mirror, 34 is a reticle, Reference numeral 35 is a projection lens, 36 is a reflecting plate, 37 is a prism, and 38 is a linear array.

【0021】このような構成において、光源25から出
射された照明光は、リレーレンズ26を介してラインア
ンドスペース状のパターン27を照明し、その透過光
は、レンズ28を介してハーフミラーに29に入射す
る。
In such a structure, the illumination light emitted from the light source 25 illuminates the line-and-space pattern 27 via the relay lens 26, and the transmitted light is transmitted to the half mirror 29 via the lens 28. Incident on.

【0022】そして、このハーフミラー29で反射され
た照明光は、フィールドレンズ30、視野絞り31、リ
レーレンズ32を透過して、ミラー33に入射し、ここ
で反射されてレチクル34に入射する。
The illumination light reflected by the half mirror 29 passes through the field lens 30, the field stop 31, and the relay lens 32, enters the mirror 33, is reflected here, and enters the reticle 34.

【0023】次に、レチクル34を透過した照明光は、
投影レンズ35を介して不図示のウエハと同一面上にあ
る反射板36に達し、ここで反射され、逆に、投影レン
ズ35、レチクル34を介してミラー33に入射する戻
り光となる。
Next, the illumination light transmitted through the reticle 34 is
The reflected light reaches the reflection plate 36 on the same plane as the wafer (not shown) through the projection lens 35, is reflected there, and conversely becomes return light that is incident on the mirror 33 through the projection lens 35 and the reticle 34.

【0024】そして、ここで反射された戻り光は、投影
レンズ35の瞳位置と共役な位置に設けられた分割プリ
ズム37によって分割され、この分割された戻り光は、
リニアアレイセンサ38上の異なる部分に、瞳分割像を
形成する。
The return light reflected here is split by a splitting prism 37 provided at a position conjugate with the pupil position of the projection lens 35, and the split return light is
A pupil division image is formed on a different portion of the linear array sensor 38.

【0025】この際に、よく知られているように、分割
された各々の光束は、反射板36の前ピン、後ピン状態
に対応して、互いに位置ずれを起こす。
At this time, as is well known, the respective divided light fluxes are displaced from each other in accordance with the front pinned state and the rear pinned state of the reflecting plate 36.

【0026】よって、例えば各像をフーリエ変換し、そ
の位相情報の部分を抽出して、フーリエ変換の推移定理
を用い分割された二つの像の間隔を測定して、合焦状態
の検出をし、この検出結果に基づいて、正規位置になる
ようにウエハ位置を調整することになる。
Therefore, for example, each image is Fourier-transformed, the phase information portion thereof is extracted, and the interval between the two divided images is measured using the transition theorem of Fourier transform to detect the in-focus state. Based on the detection result, the wafer position is adjusted so as to be the regular position.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
従来例の構成では、気圧等の環境変動によって投影光学
系自身が倍率変動とフォーカス変動を起こす場合のみに
着目し、空気室の圧力を制御して補正するものである
が、圧力を制御するだけでは大きな環境変動時の補正に
対しては充分な補正量とはならない。
However, in the configuration of the conventional example as described above, attention is paid only to a case where the projection optical system itself causes a magnification change and a focus change due to environmental changes such as atmospheric pressure, and the pressure in the air chamber is reduced. Although it is controlled and corrected, just controlling the pressure does not provide a sufficient correction amount for correction when a large environmental change occurs.

【0028】そして、製造行程で起こるウェハ自身の伸
縮については何等考慮していない。というのは、このウ
エハ自身の伸縮は、高い重ね合わせ精度を得るためには
無視できず、ウェハ自身の伸縮量に応じても投影光学系
の倍率を制御する必要があるからである。
No consideration is given to the expansion and contraction of the wafer itself that occurs during the manufacturing process. This is because the expansion and contraction of the wafer itself cannot be ignored in order to obtain high overlay accuracy, and it is necessary to control the magnification of the projection optical system according to the expansion and contraction amount of the wafer itself.

【0029】更に、位相情報から位置ずれ量を検出する
が、このとき得られる位相とずれ量の関係は必ずしも線
形ではない。
Further, although the positional shift amount is detected from the phase information, the relationship between the phase and the shift amount obtained at this time is not necessarily linear.

【0030】よって、このため零点を検出するために
は、付加的な補正手段が必要となってくる。
Therefore, in order to detect the zero point, additional correction means is required.

【0031】本発明は、上記課題を解決し、倍率変動と
フォーカス変動を効果的に補正可能な露光装置を提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an exposure apparatus capable of effectively correcting magnification variation and focus variation.

【0032】又、ウェハ自身の伸縮量に応じて投影光学
系の倍率を任意の結像倍率に補正可能な露光装置を提供
することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of correcting the magnification of the projection optical system to an arbitrary imaging magnification according to the amount of expansion and contraction of the wafer itself.

【0033】又、補正が正確に行われたか否かを検出
し、補正結果が許容値以内に入っていない場合はこれを
補正可能な露光装置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of detecting whether or not the correction is accurately performed, and correcting the correction result when it is not within the allowable value.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】本発明は、マスクのマス
クパターンをウエハ上に露光する露光装置であって、発
振波長が可変なレーザ光を出射する照明光源であるレー
ザと、前記レーザ光の発振波長を所望な波長に制御する
波長制御手段と、前記レーザ光により前記マスクを照明
する照明光学系と、前記マスクのマスクパターンを前記
ウェハ上に結像するレンズを有する投影光学系と、前記
投影光学系内のレンズに印加される圧力を所望な圧力に
制御する圧力制御手段と、前記投影光学系のレンズに印
加される圧力を変動させる環境変化量を検出する環境変
化検出手段とを有し、前記環境変化検出手段によって検
出された環境変化量に対応した前記投影光学系のレンズ
に印加される圧力の変動量を補正するように、前記波長
制御手段が前記レーザ光の波長を所望な波長に制御し、
前記圧力制御手段が前記投影光学系内のレンズに印加さ
れる圧力を所望な圧力に制御する露光装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an exposure apparatus for exposing a mask pattern of a mask onto a wafer, wherein the laser is an illumination light source that emits laser light with a variable oscillation wavelength, and the laser light Wavelength control means for controlling an oscillation wavelength to a desired wavelength, an illumination optical system for illuminating the mask with the laser light, a projection optical system having a lens for forming a mask pattern of the mask on the wafer, It has a pressure control means for controlling the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure, and an environmental change detection means for detecting an environmental change amount for varying the pressure applied to the lens of the projection optical system. However, the wavelength control means adjusts the fluctuation amount of the pressure applied to the lens of the projection optical system corresponding to the environmental change amount detected by the environmental change detection means. The wavelength of the laser light is controlled to a desired wavelength,
In the exposure apparatus, the pressure control unit controls the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure.

【0035】更に加えて、又は独立に、ウェハの全体又
は前記ウエハ内のチップの伸縮量を測定する伸縮量測定
手段を有し、前記伸縮量測定手段により測定された伸縮
量を補正するように、波長制御手段がレーザ光の波長を
所望な波長に制御し、圧力制御手段が投影光学系内のレ
ンズに印加される圧力を所望な圧力に制御してもよい。
In addition to or independently of the above, an expansion / contraction amount measuring means for measuring the expansion / contraction amount of the entire wafer or the chips in the wafer is provided, and the expansion / contraction amount measured by the expansion / contraction amount measuring means is corrected. The wavelength control means may control the wavelength of the laser light to a desired wavelength, and the pressure control means may control the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure.

【0036】更に加えて、又は独立に、投影光学系の合
焦状態を検出する合焦状態検出手段を有し、前記合焦状
態検出手段により検出された前記投影光学系の合焦状態
に対応して、波長制御手段がレーザ光の波長を所望な波
長に制御し、圧力制御手段が前記投影光学系内のレンズ
に印加される圧力を所望な圧力に制御してもよい。
In addition to or independently of the above, it has a focus state detecting means for detecting the focus state of the projection optical system, and corresponds to the focus state of the projection optical system detected by the focus state detecting means. Then, the wavelength control means may control the wavelength of the laser light to a desired wavelength, and the pressure control means may control the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure.

【0037】更に加えて、ウエハ位置検出器を有し、合
焦状態検出手段から得られた合焦位置を、ウェハ位置検
出器の零点と設定してもよい。
In addition, a wafer position detector may be provided, and the in-focus position obtained from the in-focus state detecting means may be set as the zero point of the wafer position detector.

【0038】更に加えて、ウエハ位置検出器を有し、合
焦状態検出手段から得られた合焦位置検出マークの投影
光学系の光軸方向の位置と、ウエハ位置検出器のウエハ
位置を用い、ウエハ位置検出器のゲインを補正してもよ
い。
In addition, a wafer position detector is provided, and the position of the focus position detection mark obtained from the focus state detecting means in the optical axis direction of the projection optical system and the wafer position of the wafer position detector are used. , The gain of the wafer position detector may be corrected.

【0039】[0039]

【作用】本発明は、上記構成により、光源であるレーザ
の波長及び投影レンズ内の圧力を制御し、環境変動量、
ウェハの伸縮量、実際の合焦位置を検出し、それらを補
償するように補正する。
According to the present invention, with the above structure, the wavelength of the laser as the light source and the pressure in the projection lens are controlled, and the environmental fluctuation amount,
The amount of expansion and contraction of the wafer and the actual focus position are detected, and correction is performed so as to compensate for them.

【0040】更に、実際の合焦位置を正規合焦位置とし
て高さ検出器の零点を補正し、正規合焦位置と高さ検出
器の零点が一致するようにそのゲインも補正する。
Furthermore, the zero point of the height detector is corrected with the actual focus position as the normal focus position, and the gain is also corrected so that the normal focus position and the zero point of the height detector match.

【0041】[0041]

【実施例】以下、図1を参照して、本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.

【0042】図1は、本発明の露光装置の構成図であ
る。図1において、1は光源である波長可変なレーザ、
2は照明光学系、3はマスク、4は投影レンズ内外の圧
力を検知する圧力検出器、5は投影レンズ内の圧力を制
御し大気圧に対して任意の圧量差を設けるための圧力制
御装置、6は投影レンズ、7はウェハの高さを検出する
高さ検出器、8は投影レンズの合焦位置を検出するため
の合焦位置検出器、9は位置合わせ検出器、10は制御
装置5、検出器7、8を制御し環境変化に応じて光源1
のレーザ波長及び投影レンズ内の圧力を算出する演算
器、11はウエハ、12はウェハを載置するウェハステ
ージ、13はマスク3を照明するマスク照明系、14は
レーザ波長を制御する波長制御装置である。
FIG. 1 is a block diagram of the exposure apparatus of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a tunable laser which is a light source,
Reference numeral 2 is an illumination optical system, 3 is a mask, 4 is a pressure detector for detecting pressure inside and outside the projection lens, and 5 is pressure control for controlling the pressure inside the projection lens to provide an arbitrary pressure difference with respect to the atmospheric pressure. Apparatus, 6 is a projection lens, 7 is a height detector for detecting the height of the wafer, 8 is a focus position detector for detecting the focus position of the projection lens, 9 is a position alignment detector, and 10 is control The light source 1 is controlled by controlling the device 5 and the detectors 7 and 8 according to environmental changes
Of the laser wavelength and the pressure in the projection lens, 11 is a wafer, 12 is a wafer stage on which the wafer is mounted, 13 is a mask illumination system that illuminates the mask 3, and 14 is a wavelength control device that controls the laser wavelength. Is.

【0043】以上のような構成において、図2のフロー
チャートに沿って、以下その動作を説明する。
The operation of the above arrangement will be described below with reference to the flow chart of FIG.

【0044】まず、圧力検出器4によって投影レンズ6
の内外の圧力を検出し、基準状態からの環境変化量を確
認する。本実施例においては、環境変動量を圧力変動量
として代表したが、投影光学系の倍率等に影響を与える
ものであれば、他の変動量であってもよい。
First, the projection lens 6 is operated by the pressure detector 4.
Detect the pressure inside and outside the to confirm the amount of environmental change from the standard state. In this embodiment, the environmental fluctuation amount is represented as the pressure fluctuation amount, but other fluctuation amounts may be used as long as they affect the magnification and the like of the projection optical system.

【0045】次に、この環境変化によって生じる倍率変
動、フォーカス変動を補正するために、圧力検出器4の
出力結果に基づいて、演算器10により、基準状態から
のレーザ1の波長補正量と投影レンズ6内全体の圧力補
正量を算出する。
Next, in order to correct the magnification fluctuation and focus fluctuation caused by this environmental change, based on the output result of the pressure detector 4, the calculator 10 calculates the wavelength correction amount and the projection of the laser 1 from the reference state. The pressure correction amount of the entire lens 6 is calculated.

【0046】以下、この場合の算出手順について説明す
る。基準気圧からの気圧変化量をΔpreとすると、こ
の気圧変化量投影レンズ6に生じる結像倍率変動ΔM1
及びフォーカス変動ΔF1は、一般的に、以下の(数
3)、(数4)で表される。
The calculation procedure in this case will be described below. Assuming that the amount of change in atmospheric pressure from the reference atmospheric pressure is Δpre, the change in image formation magnification ΔM 1 that occurs in the amount of change in atmospheric pressure projection lens 6
The focus variation ΔF 1 is generally represented by the following (Equation 3) and (Equation 4).

【0047】[0047]

【数3】 [Equation 3]

【0048】[0048]

【数4】 [Equation 4]

【0049】ただし、k1,k2は定数である。However, k 1 and k 2 are constants.

【0050】一方、基準状態からのレーザ1の波長の差
分をΔλ1、投影レンズ6内外の圧力差をΔP1とする
と、Δλ1、ΔP1は、この場合の変動ΔM2、ΔF2に対
して、各々独立に作用するため、(数5)、(数6)で
表される。
On the other hand, assuming that the wavelength difference of the laser 1 from the reference state is Δλ 1 and the pressure difference between the inside and outside of the projection lens 6 is ΔP 1 , Δλ 1 and ΔP 1 are different from the variations ΔM 2 and ΔF 2 in this case. Since they act independently, they are expressed by (Equation 5) and (Equation 6).

【0051】なお、投影レンズ6内に設ける圧力は、投
影レンズ全体に印加されているものとする。
The pressure provided in the projection lens 6 is assumed to be applied to the entire projection lens.

【0052】[0052]

【数5】 [Equation 5]

【0053】[0053]

【数6】 [Equation 6]

【0054】ただし、k3〜k6は定数である。However, k 3 to k 6 are constants.

【0055】なお、以上のk1〜k6は投影レンズ固有の
値であり、投影レンズを設計する際に計算した理論値に
よってもよく、あるいは実際に実験によって算出した実
験値を用いてもよい。
The above k 1 to k 6 are values peculiar to the projection lens, and may be theoretical values calculated when designing the projection lens, or experimental values actually calculated by experiment may be used. .

【0056】ここで、基準気圧からの変化量がΔpre
のとき、それに起因する結像倍率変動量、フォーカス変
動量を各々補正するために、基準値からレーザ波長と投
影レンズ内の圧力を変化させると考えると、以下の(数
7)、(数8)で示されるΔM1とΔM2との和ΔM、Δ
1とΔF2との和ΔFが零になるように、各々波長、圧
力を変化させればよいことになる。これらの変化量を、
各々Δλ2、ΔP2とする。
Here, the amount of change from the reference atmospheric pressure is Δpre
In this case, considering that the laser wavelength and the pressure in the projection lens are changed from the reference value in order to correct the image-forming magnification change amount and the focus change amount, respectively, the following (Equation 7), (Equation 8) ) Sum of ΔM 1 and ΔM 2 ΔM, Δ
It is sufficient to change the wavelength and the pressure so that the sum ΔF of F 1 and ΔF 2 becomes zero. These changes are
Let Δλ 2 and ΔP 2 respectively.

【0057】[0057]

【数7】 [Equation 7]

【0058】[0058]

【数8】 [Equation 8]

【0059】よって、(数7)、(数8)のΔM、ΔF
を各々零とおいてΔpreについて解けば、Δλ2、Δ
2は以下の(数9)、(数10)によって与えられ
る。
Therefore, ΔM and ΔF in (Equation 7) and (Equation 8)
Solving for Δpre by setting each to zero, Δλ 2 , Δ
P 2 is given by the following (Equation 9) and (Equation 10).

【0060】[0060]

【数9】 [Equation 9]

【0061】[0061]

【数10】 故に、基準状態からの環境変化に応じて、ΔP2、Δλ2
を(数9)、(数10)により算出しておいて、これら
各々の量ΔP2、Δλ2を変化させるように、波長制御装
置14、圧力制御装置5に指令をすれば、環境変化によ
って生じる倍率変動、フォーカス変動を補正することが
できる。
[Equation 10] Therefore, depending on the environmental change from the reference state, ΔP 2 , Δλ 2
Is calculated by (Equation 9) and (Equation 10), and if the wavelength control device 14 and the pressure control device 5 are instructed to change the respective amounts ΔP 2 and Δλ 2 , the It is possible to correct the magnification variation and focus variation that occur.

【0062】例えば、本実施例においては、気圧が95
3mbar、及び1043mbarの場合の倍率変動及
びフォーカス変動を零にするための制御圧力補正量ΔP
2とレーザ波長補正量Δλ2は、以下の(表1)のように
求めることができる。
For example, in this embodiment, the atmospheric pressure is 95
Control pressure correction amount ΔP for making magnification change and focus change zero at 3 mbar and 1043 mbar
2 and the laser wavelength correction amount Δλ 2 can be obtained as shown in (Table 1) below.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】このように本実施例においては、圧力と波
長との双方を制御することにより、環境変動、特に圧力
変動に起因した倍率変動及びフォーカス変動を確実に補
正することができる。
As described above, in the present embodiment, by controlling both the pressure and the wavelength, it is possible to surely correct environmental fluctuations, particularly magnification fluctuations and focus fluctuations due to pressure fluctuations.

【0065】次に、本実施例では、以上の補正に加え、
ステージ12上に載置されたウェハ11の伸縮量を計測
し、それを補正することも可能である。
Next, in this embodiment, in addition to the above correction,
It is also possible to measure the amount of expansion and contraction of the wafer 11 placed on the stage 12 and correct it.

【0066】そのためには、まず、位置合わせ検出器9
を用いて、ウェハ11内に設けられた不図示の複数の位
置合わせマークを検出する。
For that purpose, first, the alignment detector 9
Is used to detect a plurality of alignment marks (not shown) provided in the wafer 11.

【0067】これらの位置合わせマークが、ウエハ11
の1チップ内に、X方向検出用に複数個、Y方向検出用
に複数個配置されている場合、被露光ウエハ11のチッ
プに対して、X,Y方向について、各々複数個の位置合
わせマークの位置ずれ量を検出すれば、各チップの伸縮
量、及びウエハ11の伸縮量が明らかになる。
These alignment marks correspond to the wafer 11
When a plurality of chips for detecting the X direction and a plurality of chips for detecting the Y direction are arranged in one chip, the plurality of alignment marks for the chips of the wafer 11 to be exposed in the X and Y directions, respectively. If the amount of positional deviation is detected, the amount of expansion and contraction of each chip and the amount of expansion and contraction of the wafer 11 become clear.

【0068】この場合、被露光ウエハ11のチップ全体
に対して伸縮変動量を測定する必要はなく、抽出した任
意のチップに対してのみ行なってもよい。
In this case, it is not necessary to measure the expansion / contraction variation amount for all the chips of the wafer to be exposed 11, and it may be performed only for any extracted chip.

【0069】又、1チップ内で、X,Y方向で1組しか
測定しない場合は、それらを複数測定すればウェハ11
全体の伸縮量が明らかになる。
If only one set is measured in the X and Y directions within one chip, it is necessary to measure a plurality of them in the wafer 11
The total amount of expansion / contraction becomes clear.

【0070】そして、このウェハ11全体の伸縮量か
ら、各チップの伸縮量を算出してもよい。
The expansion / contraction amount of each chip may be calculated from the expansion / contraction amount of the entire wafer 11.

【0071】このようにして得られた伸縮量は、倍率変
動量Δmに対応しているから、この倍率変動量Δmに対
応した波長、圧力の補正量を各々求めることにする。
Since the expansion / contraction amount thus obtained corresponds to the magnification variation amount Δm, the wavelength and pressure correction amounts corresponding to this magnification variation amount Δm will be determined respectively.

【0072】以下、この場合の算出手順について説明す
る。まず、(数7)、(数8)においてΔpreを零と
して、ΔMについて解くと、Δλ3、ΔP3は(数1
1)、(数12)のようになる。なお、便宜上ΔMをΔ
mと記した。
The calculation procedure in this case will be described below. First, when Δpre is set to zero in (Equation 7) and (Equation 8) and ΔM is solved, Δλ 3 and ΔP 3 are obtained by (Equation 1)
1) and (Equation 12). For convenience, ΔM is set to Δ
It was written as m.

【0073】[0073]

【数11】 [Equation 11]

【0074】[0074]

【数12】 [Equation 12]

【0075】一方、先の環境変化により発生する基準状
態からの倍率変動量、フォーカス変動量を補正するため
に、波長はΔλ2、投影レンズの圧力はΔP2補正するの
であるから、最終的に補正する波長Δλ、圧力ΔPの補
正量は、それらとウエハ11の伸縮量、つまり倍率変動
量に対応した波長補正量Δλ3、圧力補正量ΔP3の各々
との和になり、以下の(数13)、(数14)で表わさ
れる。
On the other hand, since the wavelength is corrected by Δλ 2 and the pressure of the projection lens is corrected by ΔP 2 in order to correct the magnification variation amount and the focus variation amount from the reference state caused by the above environmental change, finally, The correction amounts of the wavelength Δλ and the pressure ΔP to be corrected are the sum of them and the expansion / contraction amount of the wafer 11, that is, each of the wavelength correction amount Δλ 3 and the pressure correction amount ΔP 3 corresponding to the magnification variation amount, and 13) and (Equation 14).

【0076】[0076]

【数13】 [Equation 13]

【0077】[0077]

【数14】 [Equation 14]

【0078】このように演算器10が求めた値に基づい
て、演算器10は、波長制御装置14と圧力制御装置5
に指令を送り、所望な倍率を極めて正確に得ることが可
能となる。
Based on the values thus obtained by the arithmetic unit 10, the arithmetic unit 10 has the wavelength controller 14 and the pressure controller 5.
It becomes possible to obtain a desired magnification extremely accurately by sending a command to.

【0079】つまり、以上のような補正を行えば、被露
光チップの各々若しくはそれらの所望のもの、又はウエ
ハ11全体の実際の大きさに対応して倍率を設定でき、
高い重ね合わせ精度を得ることができる。
That is, if the above correction is performed, the magnification can be set corresponding to each of the exposed chips or their desired ones, or the actual size of the entire wafer 11,
High overlay accuracy can be obtained.

【0080】なお、環境変動が無視し得るほど微少な場
合には、ウエハ11の伸縮量にのみ注目して補正を行な
うことも可能である。
If the environmental change is so small that it can be ignored, it is possible to make a correction by paying attention only to the expansion / contraction amount of the wafer 11.

【0081】さて、今度は、環境変動及び/又はウエハ
の伸縮を考慮して、波長制御装置及び圧力制御装置が、
各々所望の値に設定した後に、投影光学系の合焦位置を
合焦検出器によって検出することで、これらの補正が正
確に行われたか否かを検定することについて検討する。
Now, in consideration of environmental fluctuation and / or expansion / contraction of the wafer, the wavelength control device and the pressure control device are
After setting the respective desired values, the focus position of the projection optical system is detected by the focus detector to examine whether or not these corrections are accurately performed.

【0082】これは、補正が正確に行なわれていれば、
合焦位置は常に同じ位置に保たれているはずであるた
め、実際に検出した合焦位置が、正規の位置から偏位し
てしまっていれば、補正が正確に行われていないと考え
られることに基づく。
This is because if the correction is accurately performed,
Since the in-focus position should always be kept at the same position, if the actually detected in-focus position deviates from the normal position, it is considered that the correction has not been performed accurately. Based on that.

【0083】そして、この検出した偏位量、つまり合焦
位置ずれ量が、零でない又は許容値を越えていれば、再
補正を行う必要がある。
If the detected deviation amount, that is, the focusing position shift amount is not zero or exceeds the allowable value, it is necessary to recorrect.

【0084】そのために、まず、実際の合焦位置を、合
焦位置検出器8によって求める。ここで、レーザ1から
出射されるレーザ光の一部を、不図示の光ファイバー等
を用いて取り出し、マスク照明系13によりマスク3上
のパターンを照明して、その反射光を合焦位置検出器8
中のTVカメラ、例えばレーザ光が紫外光である場合に
は紫外カメラ上に、結像させる。
For that purpose, first, the actual focus position is obtained by the focus position detector 8. Here, a part of the laser light emitted from the laser 1 is extracted using an optical fiber or the like (not shown), the pattern on the mask 3 is illuminated by the mask illumination system 13, and the reflected light is focused on the focus position detector. 8
An image is formed on an inside TV camera, for example, an ultraviolet camera when the laser light is ultraviolet light.

【0085】このパターンは、等ピッチの直線回折格子
であれば好適であるが、目的に合えば他のパターンでも
かまわない。
This pattern is suitable if it is a linear diffraction grating with an equal pitch, but other patterns may be used as long as it suits the purpose.

【0086】一方、マスク3上のパターンを照明した照
明光は、投影レンズ6を介して、共役位置にあるウェハ
11上に結像して、そこで反射し再び投影レンズ6を戻
りマスク3上に再結像され、その像をTVカメラ上に結
像する。
On the other hand, the illumination light that illuminates the pattern on the mask 3 forms an image on the wafer 11 at the conjugate position via the projection lens 6, is reflected there, returns through the projection lens 6 and returns to the mask 3. It is re-imaged and the image is imaged on a TV camera.

【0087】そして、それらの像のコントラストを検出
する。次に、ウェハステージ12を高さを方向に移動さ
せ、マスク3上のパターンとウエハ11との相対位置を
変化させ、その都度コントラストを検出して、コントラ
ストが実際に最大になる位置、つまり合焦位置を算出す
ることになる。
Then, the contrast of those images is detected. Next, the wafer stage 12 is moved in the height direction, the relative position between the pattern on the mask 3 and the wafer 11 is changed, and the contrast is detected each time. The focal position will be calculated.

【0088】図3に、横軸がウェハステージ12の高さ
位置、縦軸がコントラストとした時の、その結果を示
す。
FIG. 3 shows the results when the horizontal axis represents the height position of the wafer stage 12 and the vertical axis represents the contrast.

【0089】そして、この結果を2次関数で補間して、
コントラストが最大となるときのウエハステージ12の
高さを求めて、そのウエハ11の高さ位置を投影レンズ
6の実際の正規合焦位置とする。
Then, this result is interpolated by a quadratic function,
The height of the wafer stage 12 when the contrast is maximized is obtained, and the height position of the wafer 11 is set as the actual normal focus position of the projection lens 6.

【0090】そして、この正規合焦位置が、上記のよう
に補正した後のウエハ11の位置と合致していない又は
許容値を越えている場合には、更なる補正が必要である
と判断できる。
If the normal focus position does not match the position of the wafer 11 after being corrected as described above or exceeds the allowable value, it can be determined that further correction is necessary. .

【0091】この場合の波長と圧力との算定手順を以下
に説明する。合焦位置検出器8により求まった正規な位
置からの合焦位置ずれ量をΔF’とすれば、再補正量
は、(数7)、(数8)を用いれば、演算器10により
同様に求めることができる。
The procedure for calculating the wavelength and the pressure in this case will be described below. If the amount of in-focus position deviation from the normal position obtained by the in-focus position detector 8 is ΔF ′, the re-correction amount can be calculated by the arithmetic unit 10 by using (Equation 7) and (Equation 8). You can ask.

【0092】つまり、(数7)、(数8)においてΔp
reを零として、ΔFについて解くと、Δλ’、ΔP’
は(数15)、(数16)のようになる。なお、便宜上
ΔFをΔF’と記した。
That is, Δp in (Equation 7) and (Equation 8)
When re is zero and ΔF is solved, Δλ ', ΔP'
Is as in (Equation 15) and (Equation 16). For the sake of convenience, ΔF is referred to as ΔF ′.

【0093】[0093]

【数15】 [Equation 15]

【0094】[0094]

【数16】 [Equation 16]

【0095】よって、実際に必要な補正量は、(数1
3)、(数14)で示されるΔλ、ΔPに、各々Δ
λ’、ΔP’を加えたものになる。
Therefore, the actually necessary correction amount is (Equation 1
3), Δλ and ΔP shown in (Equation 14) are respectively Δ
It is the sum of λ'and ΔP '.

【0096】このような補正は、マスク、即ちレチクル
を光が透過して行なわれるため、TTR(スルー・ザ・
レチクル)方式と呼ばれる。
Since such a correction is carried out by transmitting light through a mask, that is, a reticle, TTR (through the.
Reticle) method.

【0097】なお、環境変動、ウエハの伸縮が実質的に
ない場合には、合焦位置の補正だけを行なってもよい。
If there is substantially no environmental change or expansion / contraction of the wafer, only the focus position may be corrected.

【0098】さて、この時、合焦位置検出器8で、実質
的にウェハ11の高さ位置を検出しているから、各ウェ
ハ高さ位置での合焦位置検出器8の計測結果、及び高さ
検出器7の計測結果とを比較して、高さ検出器7の零
点、ゲインの補正を行うこともできる。
At this time, since the focus position detector 8 substantially detects the height position of the wafer 11, the measurement result of the focus position detector 8 at each wafer height position, and The zero point and the gain of the height detector 7 can be corrected by comparing the measurement result of the height detector 7.

【0099】図4に、ステージ高さを高さ方向に変化さ
せたときの、合焦位置検出器8で測定したコントラスト
と、高さ検出器7の測定結果を示す。
FIG. 4 shows the contrast measured by the focus position detector 8 and the measurement result of the height detector 7 when the stage height is changed in the height direction.

【0100】本来なら合焦位置検出器8のコントラスト
最大である合焦位置と高さ検出器7の零点が一致しなけ
ればならないが、高さ検出器7の零点がドリフト、ある
いはゲインが変化した場合には、図4に示すようにこれ
らが一致しないため、補正をする必要がある。
Originally, the focus position where the contrast of the focus position detector 8 is maximum and the zero point of the height detector 7 must match, but the zero point of the height detector 7 drifted or the gain changed. In this case, these do not match as shown in FIG. 4, so correction is necessary.

【0101】具体的には、これは、合焦位置検出器8で
検出した合焦位置と高さ検出器7で検出した零点とのず
れ量、更に必要に応じて高さ検出器7の単位高さ変動に
対する出力変化量とを演算器10で算出して、常に合焦
位置検出器8で検出した合焦位置に対応するように、こ
れらの値を補正をする。
Specifically, this is the amount of deviation between the in-focus position detected by the in-focus position detector 8 and the zero point detected by the height detector 7, and, if necessary, the unit of the height detector 7. The output change amount with respect to the height variation is calculated by the calculator 10, and these values are corrected so as to always correspond to the focus position detected by the focus position detector 8.

【0102】以上の様に、高さ検出器7の零点、ゲイン
の補正を行えば、より正確な高さ方向の制御が可能であ
る。
As described above, if the zero point and the gain of the height detector 7 are corrected, more accurate control in the height direction is possible.

【0103】[0103]

【発明の効果】以上のように本発明では、レーザ波長補
正及び投影レンズの圧力補正の2つの制御手段を用いる
ことで、環境変動の影響を受けにくい高精度の重ね合わ
せ露光を可能とする。
As described above, according to the present invention, by using the two control means for correcting the laser wavelength and correcting the pressure of the projection lens, it is possible to perform highly accurate overlay exposure which is not easily affected by environmental changes.

【0104】更に、ウェハの伸縮量に合わせて投影レン
ズの倍率をも補正するため、より高い重ね合わせ精度を
得ることができる。
Furthermore, since the magnification of the projection lens is also corrected according to the amount of expansion and contraction of the wafer, higher overlay accuracy can be obtained.

【0105】更に、TTR方式でウェハ上の像のコント
ラストを検出し、そのコントラストの値を放物線で補間
し、合焦位置を正確に検出し補正しているため、一層高
い重ね合わせ精度を得ることができる。
Further, the contrast of the image on the wafer is detected by the TTR method, the value of the contrast is interpolated by a parabola, and the in-focus position is accurately detected and corrected, so that higher overlay accuracy can be obtained. You can

【0106】この時、投影レンズのフォーカス位置を常
に同じ位置に維持することが可能となり、一層重ね合わ
せ精度が向上する。
At this time, the focus position of the projection lens can be always maintained at the same position, and the overlay accuracy is further improved.

【0107】更に、ウェハ高さ検出器の零点とゲインと
を補正できるため、正確にウェハの高さを検出すること
が可能となる。
Further, since the zero point and the gain of the wafer height detector can be corrected, the wafer height can be accurately detected.

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

【図1】本発明の実施例における露光装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同倍率補正のための全体のフローチャートを示
す図
FIG. 2 is a diagram showing an overall flow chart for the same magnification correction.

【図3】同合焦位置検出のための放物線近似を示す図FIG. 3 is a diagram showing a parabolic approximation for detecting the in-focus position.

【図4】同合焦位置検出器出力と高さ位置検出器出力と
を示す図
FIG. 4 is a diagram showing an output of the in-focus position detector and an output of a height position detector.

【図5】従来の露光装置の構成図FIG. 5 is a block diagram of a conventional exposure apparatus

【図6】従来の露光装置の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional exposure apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ 2 照明光学系 3 マスク 4 圧力検出器 5 圧力制御装置 6 投影レンズ 7 高さ検出器 8 合焦位置検出器 9 位置合わせ検出器 10 演算器 11 ウエハ 12 ウェハステージ 13 マスク3を照明するマスク照明系 14 波長制御装置 15 照明光学系 16 レチクル 17 投影光学系 18 ウエハ 19 ステージ 20 結像特性調整装置 21 定圧制御系 25 光源 26 リレーレンズ 27 パターン 28 リレーレンズ 29 ハーフミラー 30 フィールドレンズ 31 視野絞り 32 リレーレンズ 33 ミラー 34 レチクル 35 投影レンズ 36 反射板 37 プリズム 38 リニアアレイ 1 Laser 2 Illumination Optical System 3 Mask 4 Pressure Detector 5 Pressure Control Device 6 Projection Lens 7 Height Detector 8 Focusing Position Detector 9 Alignment Detector 10 Calculator 11 Wafer 12 Wafer Stage 13 Mask for Illuminating Mask 3 Illumination system 14 Wavelength control device 15 Illumination optical system 16 Reticle 17 Projection optical system 18 Wafer 19 Stage 20 Imaging property adjusting device 21 Constant pressure control system 25 Light source 26 Relay lens 27 Pattern 28 Relay lens 29 Half mirror 30 Field lens 31 Field stop 32 Relay lens 33 Mirror 34 Reticle 35 Projection lens 36 Reflector 37 Prism 38 Linear array

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/30 516 C (72)発明者 木村 悟 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H01L 21/30 516 C (72) Inventor Satoru Kimura 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. In the company

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクのマスクパターンをウエハ上に露
光する露光装置であって、発振波長が可変なレーザ光を
出射する照明光源であるレーザと、前記レーザ光の発振
波長を所望な波長に制御する波長制御手段と、前記レー
ザ光により前記マスクを照明する照明光学系と、前記マ
スクのマスクパターンを前記ウェハ上に結像するレンズ
を有する投影光学系と、前記投影光学系内のレンズに印
加される圧力を所望な圧力に制御する圧力制御手段と、
前記投影光学系のレンズに印加される圧力を変動させる
環境変化量を検出する環境変化検出手段とを有し、前記
環境変化検出手段によって検出された環境変化量に対応
した前記投影光学系のレンズに印加される圧力の変動量
を補正するように、前記波長制御手段が前記レーザ光の
波長を所望な波長に制御し、前記圧力制御手段が前記投
影光学系内のレンズに印加される圧力を所望な圧力に制
御する露光装置。
1. An exposure apparatus for exposing a mask pattern of a mask onto a wafer, wherein a laser is an illumination light source that emits laser light having a variable oscillation wavelength, and the oscillation wavelength of the laser light is controlled to a desired wavelength. Wavelength control means, an illumination optical system for illuminating the mask with the laser light, a projection optical system having a lens for forming a mask pattern of the mask on the wafer, and a lens in the projection optical system. Pressure control means for controlling the pressure applied to a desired pressure,
A lens of the projection optical system corresponding to the environmental change amount detected by the environmental change detection unit, the environmental change detecting unit detecting an environmental change amount that changes the pressure applied to the lens of the projection optical system. The wavelength control means controls the wavelength of the laser light to a desired wavelength so as to correct the fluctuation amount of the pressure applied to the lens, and the pressure control means controls the pressure applied to the lens in the projection optical system. An exposure device that controls to a desired pressure.
【請求項2】 更に、ウェハの全体又は前記ウエハ内の
チップの伸縮量を測定する伸縮量測定手段を有し、前記
伸縮量測定手段により測定された伸縮量を補正するよう
に、波長制御手段がレーザ光の波長を所望な波長に制御
し、圧力制御手段が投影光学系内のレンズに印加される
圧力を所望な圧力に制御する請求項1記載の露光装置。
2. The wavelength control means is further provided with an expansion / contraction amount measuring means for measuring the expansion / contraction amount of the entire wafer or the chips in the wafer, and correcting the expansion / contraction amount measured by the expansion / contraction amount measuring means. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the pressure control means controls the wavelength of the laser light to a desired wavelength, and the pressure control means controls the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure.
【請求項3】 更に、投影光学系の合焦状態を検出する
合焦状態検出手段を有し、前記合焦状態検出手段により
検出された前記投影光学系の合焦状態に対応して、波長
制御手段がレーザ光の波長を所望な波長に制御し、圧力
制御手段が前記投影光学系内のレンズに印加される圧力
を所望な圧力に制御する請求項1又は2記載の露光装
置。
3. Further, a focusing state detecting means for detecting a focusing state of the projection optical system is provided, and a wavelength corresponding to a focusing state of the projection optical system detected by the focusing state detecting means. 3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control means controls the wavelength of the laser light to a desired wavelength, and the pressure control means controls the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure.
【請求項4】 マスクのマスクパターンをウエハ上に露
光する露光装置であって、発振波長が可変なレーザ光を
出射する照明光源であるレーザと、前記レーザ光の波長
を所望な波長に制御する波長制御手段と、前記レーザ光
により前記マスクを照明する照明光学系と、前記マスク
のマスクパターンを前記ウェハ上に結像するレンズを有
する投影光学系と、前記投影光学系内のレンズに印加さ
れる圧力を所望な圧力に制御する圧力制御手段と、前記
ウェハの全体又は前記ウエハ内のチップの伸縮量を測定
する伸縮量測定手段を有し、前記伸縮量測定手段により
測定された伸縮量を補正するように、前記波長制御手段
が前記レーザ光の波長を所望な波長に制御し、前記圧力
制御手段が前記投影光学系内のレンズに印加される圧力
を所望な圧力に制御する露光装置。
4. An exposure apparatus for exposing a mask pattern of a mask onto a wafer, wherein a laser is an illumination light source that emits laser light whose oscillation wavelength is variable, and the wavelength of the laser light is controlled to a desired wavelength. A wavelength control unit, an illumination optical system that illuminates the mask with the laser light, a projection optical system having a lens that forms a mask pattern of the mask on the wafer, and a lens in the projection optical system. Pressure control means for controlling the pressure to a desired pressure, and an expansion / contraction amount measuring means for measuring the expansion / contraction amount of the entire wafer or chips in the wafer, and the expansion / contraction amount measured by the expansion / contraction amount measuring means. The wavelength control means controls the wavelength of the laser light to a desired wavelength and the pressure control means controls the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure so as to correct. Exposure equipment.
【請求項5】 マスクのマスクパターンをウエハ上に露
光する露光装置であって、発振波長が可変なレーザ光を
出射する照明光源であるレーザと、前記レーザ光の波長
を所望な波長に制御する波長制御手段と、前記レーザ光
により前記マスクを照明する照明光学系と、前記マスク
のマスクパターンを前記ウェハ上に結像するレンズを有
する投影光学系と、前記投影光学系内のレンズに印加さ
れる圧力を所望な圧力に制御する圧力制御手段と、前記
投影光学系の合焦状態を検出する合焦状態検出手段を有
し、前記合焦状態検出手段により検出された前記投影光
学系の合焦状態に対応して、前記波長制御手段が前記レ
ーザ光の波長を所望な波長に制御し、前記圧力制御手段
が前記投影光学系内のレンズに印加される圧力を所望な
圧力に制御する露光装置。
5. An exposure apparatus for exposing a mask pattern of a mask onto a wafer, wherein a laser is an illumination light source that emits laser light whose oscillation wavelength is variable, and the wavelength of the laser light is controlled to a desired wavelength. A wavelength control unit, an illumination optical system that illuminates the mask with the laser light, a projection optical system having a lens that forms a mask pattern of the mask on the wafer, and a lens in the projection optical system. Pressure control means for controlling a desired pressure to a desired pressure, and a focus state detection means for detecting a focus state of the projection optical system, and a combination of the projection optical system detected by the focus state detection means. Exposure in which the wavelength control unit controls the wavelength of the laser light to a desired wavelength and the pressure control unit controls the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure according to the focus state. apparatus.
【請求項6】 伸縮量を投影光学系の倍率変動量ととら
え、前記倍率変動量を補正するように、波長制御手段が
レーザ光の波長を所望な波長に制御し、圧力制御手段が
投影光学系内のレンズに印加される圧力を所望な圧力に
制御する請求項2、3又は4記載の露光装置。
6. The expansion / contraction amount is regarded as the magnification variation amount of the projection optical system, the wavelength control unit controls the wavelength of the laser beam to a desired wavelength so that the magnification variation amount is corrected, and the pressure control unit controls the projection optical system. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the pressure applied to the lens in the system is controlled to a desired pressure.
【請求項7】 合焦状態の変動量を投影光学系の焦点距
離変動量ととらえ、前記焦点距離変動量を補正するよう
に、波長制御手段がレーザ光の波長を所望な波長に制御
し、圧力制御手段が投影光学系内のレンズに印加される
圧力を所望な圧力に制御する請求項3又は5記載の露光
装置。
7. The wavelength control means controls the wavelength of the laser light to a desired wavelength so that the variation in the focused state is regarded as the variation in the focal length of the projection optical system, and the variation in the focal length is corrected. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the pressure control means controls the pressure applied to the lens in the projection optical system to a desired pressure.
【請求項8】 合焦状態検出手段は、TVカメラ観察系
を有し、レーザ光を用いて合焦位置検出マークを照射し
て照射光を生成し、前記照射光をマスク位置及びウエハ
位置で反射させて、前記TVカメラ観察系内で前記合焦
位置検出マークの前記マスク位置又は前記ウエハ位置に
対応した各々の像を形成し、前記形成された像のコント
ラストを観察することによって合焦状態を検出する請求
項3、5、又は7記載の露光装置。
8. The focus state detection means has a TV camera observation system, irradiates a focus position detection mark using laser light to generate irradiation light, and the irradiation light is generated at a mask position and a wafer position. The image is reflected by forming respective images corresponding to the mask position or the wafer position of the in-focus position detection mark in the TV camera observation system, and observing the contrast of the formed image to achieve a focused state. The exposure apparatus according to claim 3, 5 or 7, which detects a.
【請求項9】 合焦状態検出手段は、合焦位置検出マー
クとウエハの相対位置を変化させて得られた合焦位置検
出マークの像のコントラストが最大となる位置を合焦位
置とする請求項8記載の露光装置。
9. The in-focus state detection means sets a position where the contrast of an image of the in-focus position detection mark obtained by changing the relative position between the in-focus position detection mark and the wafer is maximum as the in-focus position. Item 9. The exposure apparatus according to item 8.
【請求項10】 合焦状態検出手段は、投影光学系とウ
エハ間の光軸方向におけるウエハの位置と、その都度得
られる像のコントラストの関係を示す座標を用い、前記
座標間を放物線近似によりで補間し、前記放物線の極大
値を合焦位置とする請求項9記載の露光装置。
10. The focus state detecting means uses coordinates indicating the relationship between the position of the wafer in the optical axis direction between the projection optical system and the wafer and the contrast of the image obtained each time, and the coordinates are calculated by parabolic approximation. 10. The exposure apparatus according to claim 9, wherein the maximum value of the parabola is set as the in-focus position.
【請求項11】 合焦位置検出マークが、等間隔の直線
回折格子である請求項10記載の露光装置。
11. The exposure apparatus according to claim 10, wherein the focus position detection marks are linear diffraction gratings with equal intervals.
【請求項12】 更に、ウエハ位置検出器を有し、合焦
状態検出手段から得られた合焦位置を、ウェハ位置検出
器の零点と設定する請求項9から11のいずれか記載の
露光装置。
12. The exposure apparatus according to claim 9, further comprising a wafer position detector, and the focus position obtained from the focus state detecting means is set as a zero point of the wafer position detector. .
【請求項13】 更に、ウエハ位置検出器を有し、合焦
状態検出手段から得られた合焦位置検出マークの投影光
学系の光軸方向の位置と、ウエハ位置検出器のウエハ位
置を用い、ウエハ位置検出器のゲインを補正する請求項
9から11のいずれか記載の露光装置。
13. A wafer position detector is further provided, and the position of the focus position detection mark obtained from the focus state detection means in the optical axis direction of the projection optical system and the wafer position of the wafer position detector are used. 12. The exposure apparatus according to claim 9, wherein the gain of the wafer position detector is corrected.
【請求項14】 投影光学系の倍率及び焦点距離が実質
的に一定に保持される請求項1から13のいずれか記載
の露光装置。
14. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the magnification and the focal length of the projection optical system are kept substantially constant.
【請求項15】 ウエハ上に設けられた位置合わせマー
クが1チップ内に複数個ある請求項2から4、又は6か
ら14のいずれか記載の露光装置。
15. The exposure apparatus according to claim 2, wherein a plurality of alignment marks formed on the wafer are provided in one chip.
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