JPH09186065A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH09186065A
JPH09186065A JP7353543A JP35354395A JPH09186065A JP H09186065 A JPH09186065 A JP H09186065A JP 7353543 A JP7353543 A JP 7353543A JP 35354395 A JP35354395 A JP 35354395A JP H09186065 A JPH09186065 A JP H09186065A
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JP
Japan
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interferometer
optical path
exposure apparatus
temperature
sensor
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JP7353543A
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English (en)
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Tsuneo Miyai
恒夫 宮井
Nobutaka Umagome
伸貴 馬込
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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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
    • GPHYSICS
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】マスクの位置計測用の干渉計の計測精度を向上
させること。 【解決手段】マスク(10)の位置を計測する干渉計
(14,16,18)の光路近傍に温度センサ(26,
28,30)又は大気圧センサ(34)等の環境センサ
を配置する。この環境センサの検出結果に基づいて干渉
計(14,16,18)の計測値を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマスク上に形成され
たパターンを感光基板上に転写する露光装置に関し、特
に、マスクの位置計測用の干渉計の環境制御技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化等の要
請に伴い、露光装置においては感光性基板のみならず、
マスクに対しても高い位置計測精度が要求されるように
なった。特に、マスクと感光性基板を同期移動しながら
マスク上のパターンを感光性基板上に順次転写する形式
の露光装置においては、マスク自体も移動するため、マ
スクの位置精度が更に重要になってきている。このた
め、従来より、空調チャンバー内に露光装置を収容する
と共に、マスクの位置を計測する干渉計等の光学測定器
の光路付近の環境を独立に制御している。すなわち、空
調系の送風口の1つをマスクの干渉計光路近傍に配置
し、温度制御された空気をその光路に対して供給してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マスク
の干渉計の環境制御という点で、上記のような従来の方
法では不十分であった。すなわち、近年益々微細化、高
精度化が進んでいく半導体製造工程の中で、露光光の照
射による影響によりマスク自体及び周囲の雰囲気が熱を
保有するため、送風口から吹き出される空気の温度を一
定に保つという制御のみでは、干渉計系の測定精度の向
上に限界があった。
【0004】本発明は上記のような状況に鑑みて成され
たものであり、マスクの位置計測よう干渉計の計測精度
を向上させることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、マスクの位置を計測する干渉計
の光路近傍に温度センサ又は大気圧センサ等の環境セン
サを配置する。そして、この環境センサの検出結果に基
づいて干渉計の計測値を補正する。
【0006】好ましくは、干渉計の光路に沿って複数の
温度センサを配置する。そして、これら複数のセンサの
少なくとも1つの検出結果を選択的に利用して干渉計の
計測値を補正する。
【0007】また、干渉計の光路に温度制御された空気
を供給する空調手段を備えた場合には、温度センサを干
渉計の光路を挟んで空調手段の風上と風下にそれぞれ配
置する。そして、例えば、風上と風下に配置された温度
センサの検出結果の平均値に基づいて、干渉計による計
測値の補正値を算出する。
【0008】また、感光性基板と共にマスク自体も駆動
するタイプの露光装置においては、好ましくは、マスク
が保持されたマスクステージに環境センサを固定し、当
該ステージから突出して干渉計光路近傍に配置する。
【0009】
【作用及び効果】上記のような本発明においては、温度
センサ等の環境センサを干渉計光路の近傍に配置してい
るため、空調チャンバー内の温度検出のみに基づいた環
境制御に比べて、実際に必要な環境情報を的確に得るこ
とができる。そして、干渉計光路の環境変化に応じて干
渉計の計測結果を補正するため、干渉計の計測精度が著
しく向上する。特に、干渉計の光路に沿って複数の環境
センサを配置することにより、更に、精密な制御が可能
となる。
【0010】また、干渉計の光路に温度制御された空気
を供給する空調手段を使用したような場合にも、温度セ
ンサを干渉計の光路を挟んで空調手段の風上と風下にそ
れぞれ配置することにより、空調手段の風上と風下で生
じる温度誤差を最小限に抑えることができる。
【0011】更に、マスクステージに環境センサを固定
することにより、マスク自体も駆動するタイプの露光装
置等においては、マスクの移動位置に関わらず、常に良
好な位置で環境変化を測定することが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を以下
に示す実施例に基づいて説明する。本実施例は、半導体
デバイス製造用の走査型投影露光装置に本発明を適用し
たものである。
【0013】
【実施例】図1は本実施例の投影露光装置を示し、図2
は当該投影露光装置のレチクル周辺の様子を示す。レチ
クル10が載置されたレチクルステージ12は、干渉計
14によってX方向の位置を計測され、干渉計16、1
8(図2参照)によってY方向の位置及び回転方向の位
置が計測されるようになっている。レチクルステージ1
2上には、干渉計14によって検出される移動鏡14
a、及び干渉計16及び18によって検出される移動鏡
(図示せず)が設けられている。レチクル10上には、
所定のパターンが形成されており、照明光学系19から
射出される露光光によって、そのパターンの投影光学系
20を介した像をウエハ24上に転写するように構成さ
れている。ウエハ24は、XY2次元方向に移動可能な
ウエハステージ22上に載置されており、図示しない干
渉計システムによってXY平面内の位置がモニタされて
いる。
【0014】干渉計14,16,18の各々の光路部分
には、温度センサ26,28,30が光路に沿って等間
隔でn個(2個以上)づつ設置されている。また、各干
渉計の光路の上空部分には光路を覆うように一定温度の
空気を供給する空調系の吹出し口32が設けられてい
る。なお、干渉計16、18の光路に対する吹き出し口
の図示は省略する。吹出し口32の側部には、大気圧を
検出する大気圧センサ34が配置されている。また、レ
チクル10の側方には、TTL(スルー・ザ・レンズ)
方式のアライメント系36が配置されており、投影光学
系20に対するウエハ24のアライメントを行うように
なっている。
【0015】温度センサ26,28,30としては、白
金抵抗等に代表される高精度で応答性に優れた材質を用
いる。これは、ウエハ24にレチクル10上のパターン
を露光する際にレチクル10を含めた周囲の温度が照射
熱の影響で上昇し、露光を停止した瞬間からは温度が低
下し始めるため、このような温度変化に追従できるだけ
の性能が要求されるためである。
【0016】温度センサ26,28,30と、干渉計1
4,16,18、及び大気圧センサ34の出力信号は、
それぞれ制御装置38に供給されるようになっている。
すなわち、制御装置38は、干渉計14,16,18に
よって計測されたレチクルステージ12(レチクル1
0)の位置データを、温度センサ26,28,30、及
び大気圧センサ34によって検出された光路付近の温度
及び大気圧の変化に応じて補正する。この時、各温度セ
ンサ26,28,30をそれぞれ構成する複数の検出素
子の全ての計測値を常に採用する必要はなく、必要に応
じて選択的に検出データを用いて、干渉計の測定値に対
する補正値を算出することができる。
【0017】次に、3軸の干渉計の中の1軸(14)に
ついて説明する。温度センサー26が干渉計光路に対し
てn個設置されており、それぞれの測定位置での温度を
干渉計14に近い方からK1〜Knとすると、レチクル
10に近づくに従い、露光光の照射の影響を大きく受け
る。このため、温度分布はK1<K2・・・<Knとな
る。これらの測定値と、それに対応する測定位置とを最
小自乗法や補完法等を用いて曲線近似して、干渉計光路
内全体の温度分布を求める。そして、求められた温度分
布に従って干渉計14によるレチクル10の測定結果を
補正する。このような動作を他の干渉計16、18につ
いても同様に行う。
【0018】次に、干渉計14の測定値の補正方法につ
いて説明する。干渉計14の光路をm等分(mは2以上
の正数)に分割し、それぞれの区間{1〜m}で吹き出
されている空気の温度との温度差を算出する。各区間で
の算出した温度差を(△1〜△m)とすると、干渉計1
4のビームの波長は温度変化によってシフトする。そこ
で、各区間において波長のシフト分(α△1、・・・、
α△m :αは温度に対する波長の比例定数)を求め、
それらの和Σα△i(i=1〜m)を求める。そして、
干渉計光路全体についての波長シフト量を求め、干渉計
14による計測値から波長シフト分を引いた(又は足し
た)値を真の値とする。このような動作を他の干渉計1
6、18についても同様に行う。
【0019】干渉計光路には固定光路と計測光路が存在
するが、本発明は何れの光路に対しても適用できる。し
かし、移動鏡(14a)側は、光路長が変化するため、
その位置における光路の平均温度を計測する必要があ
る。そのためには、一列に並べた温度計の中から測定す
べき温度計の温度のみを利用する。また、干渉計の光路
の温度を測定するには、温度センサを光路になるべく近
づける方が望ましい。固定鏡(図示せず)近傍の光路の
温度測定の場合には、このような要請に容易に応え得る
が、移動鏡光路では何らかの工夫が必要となる。そこ
で、以下の実施例(図3、図4)においては、空調路の
風上と風下とに温度センサを配置し、両センサの検出結
果の平均を取る(図3)。又は、移動鏡と共に移動する
レチクルステージ12から張り出した所定部材に温度セ
ンサを設置して、干渉計光路近傍の空気の温度を測定す
る(図4)。
【0020】図3において、干渉計14の光路を挟ん
で、空調系の吹出し口32の風上と風下とに温度センサ
40,42をそれぞれ配置する。そして、制御装置38
(図1)によって両センサ40,42の検出結果の平均
を求め、その平均値に基づいて干渉計14の計測値に対
する補正値を算出する。これにより、干渉計14の光路
を挟んだ吹出し口32の風上と風下で生じる温度誤差を
最小限に抑えることができる。
【0021】図4において、レチクルステージ12は、
駆動系43によってXY平面内で移動可能に構成されて
いる。レチクルステージ12の端部には、干渉計14の
光路に沿って延びる部材44が接続され、当該部材44
上に温度センサ46が配置されている。このような構成
により、レチクルステージ12の移動に伴って部材44
上の温度センサ46も移動するため、レチクル10の位
置に関わらず、常に良好な位置で干渉計14の光路近傍
の温度を測定することが可能となる。
【0022】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に示された本発明の技術的思想とし
ての要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例(特に図1)においては、複数の温
度センサを干渉計の光路近傍に固定配置しているが、1
つ又は複数の温度センサを干渉計の光路に平行な軸上で
任意の位置に移動して各測定位置での温度を測定するよ
うに構成することもできる。また、大気圧センサを干渉
計の光路近傍に複数配置すれば、干渉計の計測精度を更
に向上させることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マスクの位置を計測する干渉計の光路近傍に環境センサ
を配置し、このセンサの検出結果に基づいて干渉計の計
測値を補正する構成であるため、干渉計の計測精度が向
上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施例にかかる投影露光装置
の構成を示す概念図(正面図)である。
【図2】図2は、図1に示す実施例の要部を示す概念図
(平面図)である。
【図3】図3は、本発明の他の実施例の要部を示す概念
図(正面図)である。
【図4】図4は、本発明の更に他の実施例の要部を示す
概念図(正面図)である。
【符号の説明】
10・・・レチクル 12・・・レチクルステージ 14,16,18・・・干渉計 14a・・・移動鏡 24・・・ウエハ 26,28,30,40,42,46・・・温度センサ 32・・・空調系吹出し口 34・・・大気圧センサ 38・・・制御装置 44・・・部材

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスク上に形成されたパターンを感光基
    板上に転写する露光装置において、 前記マスクの位置を計測する干渉計と;前記干渉計の光
    路近傍の環境変化を検出する環境センサと;前記環境セ
    ンサの検出結果に基づいて、前記干渉計の計測値を補正
    する補正手段とを備えたことを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 前記環境センサは、温度センサであるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 前記環境センサは、大気圧センサである
    ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
  4. 【請求項4】 前記温度センサは、前記光路に沿って配
    置された複数のセンサからなることを特徴とする請求項
    2に記載の露光装置。
  5. 【請求項5】 前記補正手段は、前記複数のセンサの少
    なくとも1つの検出結果を選択的に利用して前記干渉計
    の計測値を補正することを特徴とする請求項4に記載の
    露光装置。
  6. 【請求項6】 前記干渉計の光路に温度制御された空気
    を供給する空調手段を更に備え、 前記温度センサを前記光路を挟んで前記空調手段の風上
    と風下にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項2に
    記載の露光装置。
  7. 【請求項7】 前記補正手段は、前記空調手段の風上と
    風下に配置された前記温度センサの検出結果の平均値に
    基づいて、前記干渉計の計測値を補正することを特徴と
    する請求項6に記載の露光装置。
  8. 【請求項8】 前記環境センサは、前記マスクが保持さ
    れたマスクステージに固定され、当該ステージから突出
    して前記光路近傍に配置されていることを特徴とする請
    求項1に記載の露光装置。
JP7353543A 1995-12-29 1995-12-29 露光装置 Pending JPH09186065A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1645910A1 (en) 2004-10-05 2006-04-12 ASML Netherlands BV Lithographic apparatus and position measuring method
US7978339B2 (en) 2005-10-04 2011-07-12 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus temperature compensation

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