JPH11214298A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH11214298A
JPH11214298A JP10027891A JP2789198A JPH11214298A JP H11214298 A JPH11214298 A JP H11214298A JP 10027891 A JP10027891 A JP 10027891A JP 2789198 A JP2789198 A JP 2789198A JP H11214298 A JPH11214298 A JP H11214298A
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JP
Japan
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stage
light
sns
exposure
sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10027891A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Obara
博幸 小原
Toshihiko Tsuji
寿彦 辻
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照度むらセンサ等に起因して生ずる熱の影響
を除去し、高精度に位置決めすることができる露光装置
を提供すること。 【解決手段】 ステージSTに載置された感光基板Wに
マスクのパターンを投影する投影光学系PLと、前記ス
テージST上における前記投影光学系PLからの光の強
度を検出する光検出センサ系SNSと、前記光検出セン
サ系SNSを冷却する冷却部8とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
又は液晶ディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(C
CD)等のマイクロデバイスを製造するフォトリソグラ
フィ工程でパターン形成に使用される露光装置、特に露
光光の強度を検出する照度むらセンサ等を有する露光装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、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技術を用いて
製造する際に、フォトマスク又はレチクルのパターンを
投影光学系を介して、フォトレジスト等が塗布されたウ
エハ又はガラスプレート等の感光基板上に投影露光する
露光装置が使用されている。かかる露光装置において
は、感光基板上における照度又は露光光の光量、強度が
不均一であると、露光されるパターン線幅の不揃いの原
因となったり、又は該線幅の制御に大きく影響する。特
に近年、半導体素子の集積度は増加の一途をたどり、露
光されるパターン線幅は益々細線化しているため、高い
照度等の均一性が要求されるようになってきている。
【0003】従来の露光装置では、例えば特公平1−3
9207号公報に開示されているように、感光基板を載
置して投影光学系の光軸と垂直な面内で2次元移動する
X−Yステージに照度計、即ちピンホール付の光電変換
素子を設け、投影光学系を通過した露光光を光電変換素
子で受光して、投影光学系のイメージフィールド内の所
定点での照度(光強度)を検出している。さらに、X−
Yステージを移動してイメージフィールド内の複数点に
それぞれピンホールを配置し、X−Yステージの位置を
検出する干渉計の出力信号に対応付けて光電変換素子の
光電信号、即ち照度を検出して、イメージフィールド内
での照度分布(照度むら)を計測している。なお、光電
変換素子はフォトセンサと電気回路から構成される。以
下では、ピンホール付の光電変換素子を照度むらセンサ
と呼ぶ。また、X−Yステージ上には照度むらセンサと
は別に、感光基板の露光量制御に使用される光検出器
(照射量モニター)も設けられている。
【0004】また、露光装置を用いて投影露光を行う場
合の重要な要素の一つに投影露光する際の位置決め精度
がある。かかる位置決め精度は、X−Yステージ上に載
置された感光基板のアライメント精度に依存する。感光
基板のアライメントは、感光基板の所定位置に形成され
たマークの位置を光学系を用いて検出し、その時のX−
Yステージの座標位置を干渉計で測定することで行な
う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術で述べた
X−Yステージ上に設けられた照度むらセンサ等の電気
回路、又は照射される光により生ずる熱の影響で、干渉
計で用いる光の波長が変化したり、又は干渉計近傍に空
気のゆらぎが発生する。このため、干渉計の測定結果が
安定せず、正確なステージ位置の測定を行なうことが困
難であり問題である。また、照度むらセンサ等で発生し
た熱が金属で形成されたステージ又はステージ駆動装置
に伝導して、ステージなどが熱膨張、収縮する場合があ
る。通常、露光の際の位置決めには、まず感光基板を載
置したステージに設けられている基準マークを検出し、
該マークの位置と露光位置の差、いわゆるベースライン
量だけステージを移動させることで感光基板上の所望の
位置に投影露光を行なっている。したがって、ステージ
が膨張又は伸縮すると、該ベースライン量が変化し、正
確な位置決めを行なうことができなくなり問題である。
【0006】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、照度むらセンサ等ステージ上センサに起因して
生ずる熱の影響を除去し、高精度に位置決めすることが
できる露光装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の露光装置では、ステージ(ST)に
載置された感光基板(W)にマスクのパターンを投影す
る投影光学系(PL)と、前記ステージ(ST)上にお
ける前記投影光学系(PL)からの光の強度を検出する
光検出センサ系(SNS)と、前記光検出センサ系(S
NS)を冷却する冷却部(8)とを備えることを特徴と
する。
【0008】また、請求項2記載の露光装置では、前記
冷却部(8)は、前記光検出センサ系近傍(SNS)の
空気を排気するバキューム装置を有することを特徴とす
る。
【0009】さらに、請求項3記載の露光装置では、前
記冷却部は、前記センサ系で生ずる熱成分の前記ステー
ジへの伝播を遮断する断熱部材を有することを特徴とす
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態を説明する。図1は本発明の実施形態にか
かる露光装置の構成を示す図である。
【0011】本実施形態の露光装置は、レクチルのパタ
ーンを感光基板(以下、ウエハと呼ぶ)上の複数のショ
ット領域に順次転写するステップ・アンド・リピート方
式の縮小投影型露光装置(ステッパー)、又はステップ
・アンド・スキャン方式の縮小投影型走査露光装置(ス
キャニング・ステッパー)である。なお、図1では露光
用光源、及びその光源から射出される露光用照明光をレ
クチルに照射する照明光学系を図示省略してある。露光
用照明光(露光光)としては、例えば水銀ランプから発
生する輝線(g線、i線など)、KrFエキシマレー
ザ、ArFエキシマレーザ、F2レーザ(波長157n
m)、あるいはYAGレーザや金属蒸気レーザの高調波
などが用いられる。
【0012】図1において、レクチル(不図示)を通過
した露光光Lは投影光学系PLに入射し、投影光学系P
Lはレクチルパターンの像を1/5、又は1/4に縮小
してウエハW上に投影する。ウエハWはX−Yステージ
ST上に載置され、X−YステージSTはX軸駆動装置
4及びY軸駆動装置6によって、投影光学系PLの光軸
と垂直な面内で2次元移動される。X−YステージST
のX軸及びY軸方向の位置はそれぞれX軸及びY軸干渉
計IFX、IFYによって常時計測されている。
【0013】また、X−YステージST上には照度むら
センサSNSが配置され、さらに照度むらセンサSNS
の近傍には冷却部8が設けられている。冷却部8は、照
度むらセンサSNSの電気回路や露光光の照射によって
生じる熱により温められた空気が吸引される吸引部8
A、この吸引部8Aに接続される配管8B、及びこの配
管8Bを介して上記空気を露光装置外へ排気する排気装
置8Cからなる。これにより、照度むらセンサSNSは
強制冷却される。ここで、本実施形態における冷却と
は、広義な意味での排熱を含むものである。なお、照度
むらセンサSNSに入射する露光光Lを遮らないよう
に、吸引部8Aはその照度むらセンサSNSを覆うよう
に構成されてもよい。
【0014】さらに、図1にはオフアクシス式アライメ
ント光学系2が設けられている。アライメント光学系2
は、例えば波長550〜750nm程度の広帯域光をウ
エハW上に照射し、ウエハW上のアライメントマークか
ら生じる光を撮像素子(CCD)で受光するものであ
る。
【0015】次に、照度むらの検出について説明する。
X−YステージST上における露光光Lの照度むらを測
定するときは、X軸駆動装置4及びY軸駆動装置6を用
いて、照度むらセンサSNSが露光光Lを受光するよう
にX−Yステ−ジSTを移動させる。ここで、照度むら
センサSNSは、所定領域の照度むらを一括して測定で
きるもの、又は図2に示すようなピンホールPHを有す
る光電変換素子10を用いてX−YステージSTを2次
元的に移動することで露光領域内の光強度分布を求める
もの等のいずれでも良い。
【0016】次に、露光転写について説明する。まず、
アライメント光学系2のベースライン計測を行う。即
ち、X−YステージST上に配置された基準マーク(不
図示)をアライメント光学系2で検出するとともに、そ
の基準マークとレクチル上のマークとを、レクチルの上
方に配置されるレクチルアライメント系(不図示)で検
出する。そして、この2つの検出結果と、X軸及びY軸
干渉計IFX、IFYの出力とに基づいて、アライメン
ト光学系2のベースライン量を決定する。本実施形態で
は、前述の如く照度むらセンサSNSが強制冷却される
ので、そのベースライン量の変動(ドリフト)を抑える
ことができる。そして、アライメント系2を用いてX−
YステージSTに載置されたウエハWの位置決めを行
う。次に、この位置からX−Yステージの相対的な位置
をX軸干渉計IFX及びY軸干渉計IFYによって計測
する。そして、X軸駆動装置4及び、Y軸駆動装置6を
用いてX−YステージSTを動かすことで、ウエハWを
所定の露光転写位置へ移動させる。この間、上述の冷却
用排気装置8Cを作動させ、照度むらセンサSNS、該
センサ駆動用電気回路及び露光光Lにより生ずる熱を吸
引し、露光装置の外部へ排気する。
【0017】また、本発明では、図3に示すように照度
むらセンサSNSとX−YステージSTとの間に断熱部
材20を設けることが好ましい。かかる断熱部材によ
り、照度むらセンサSNSで発生する熱のX−Yステー
ジSTへの伝播を遮断することができる。
【0018】なお、本発明は照度むらセンサに限らず、
照射量モニタ等のステージ上の光の強度を測定するセン
サなどにも適用できることは言うまでもない。
【0019】
【発明の効果】上記説明したように、請求項1記載の本
発明によれば、電気回路基板を等を含むステージ上の光
検出センサ系を冷却する冷却部を設けることで、該セン
サ等で発生する熱又は露光光からの熱を強制冷却するこ
とができる。したがって、熱による干渉計用の光の波長
変化や光路中の空気の揺らぎを防止することができる。
このため、常に、干渉計によりステージ位置を安定し、
正確に測定できる。さらに、照度むらセンサ、その電気
回路又は露光光の熱の影響による金属等で形成されたス
テージやステージ駆動装置の熱収縮・膨張を低減するこ
とができる。したがって、上述のベースラインのドリフ
トを小さくすることができるので、位置決め精度を向上
することができる。加えて、光電検出センサが冷却され
るため、光電検出センサの電気回路、及び受光素子の温
度ドリフトの影響も低減され、照度むら測定の精度も向
上する。
【0020】また、請求項2記載の発明によれば、前記
冷却部はバキューム装置(冷却用排気装置)を有してい
る。したがって、上記冷却を非接触で効率よく行なうこ
とができる。
【0021】また、請求項3記載の発明では、前記セン
サ系で生ずる熱成分の前記ステージへの伝播を遮断する
断熱部材を有している。したがって、ステージへの熱伝
播を遮断できるので、ステージの熱膨張・収縮をさらに
効率よく防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる露光装置の概観構成
を示す図である。
【図2】本発明の実施形態にかかる露光装置に用いる照
度むらセンサ近傍の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施形態にかかる露光装置に用いる照
度むらセンサ近傍の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
ST X−Yステージ W 感光基板 PL 投影光学系 SNS 照度むらセンサ 8 冷却部 20 断熱部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステージに載置された感光基板にマスク
    のパターンを投影する投影光学系と、 前記ステージ上における前記投影光学系からの光の強度
    を検出する光検出センサ系と、 前記光検出センサ系を冷却する冷却部とを備えることを
    特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 前記冷却部は、前記光検出センサ系近傍
    の空気を排気するバキューム装置を有することを特徴と
    する請求項1記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 前記冷却部は、前記センサ系で生ずる熱
    成分の前記ステージへの伝播を遮断する断熱部材を有す
    ることを特徴とする請求項2記載の露光装置。
JP10027891A 1998-01-27 1998-01-27 露光装置 Withdrawn JPH11214298A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100914912B1 (ko) * 2006-05-26 2009-08-31 캐논 가부시끼가이샤 스테이지 장치, 노광 장치, 및 마이크로디바이스 제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100914912B1 (ko) * 2006-05-26 2009-08-31 캐논 가부시끼가이샤 스테이지 장치, 노광 장치, 및 마이크로디바이스 제조 방법
US8102500B2 (en) 2006-05-26 2012-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Stage device, exposure apparatus, and microdevice manufacturing method
US8891054B2 (en) 2006-05-26 2014-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Stage device including a heat insulating sheet supported by an auxiliary member

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Effective date: 20050405