JPH0257333B2 - - Google Patents
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- JPH0257333B2 JPH0257333B2 JP56078099A JP7809981A JPH0257333B2 JP H0257333 B2 JPH0257333 B2 JP H0257333B2 JP 56078099 A JP56078099 A JP 56078099A JP 7809981 A JP7809981 A JP 7809981A JP H0257333 B2 JPH0257333 B2 JP H0257333B2
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- wafer
- optical system
- projection
- projection optical
- temperature
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- G—PHYSICS
- 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
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- 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
- G03F7/70891—Temperature
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
- G03B3/10—Power-operated focusing
-
- G—PHYSICS
- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、投影光学系によりマスク上に形成さ
れた微細な回路パターンをウエハ上に鮮明に投影
露光する投影露光装置に関するものである。
れた微細な回路パターンをウエハ上に鮮明に投影
露光する投影露光装置に関するものである。
周知のごとく、半導体集積回路の基板となるウ
エハに対し、フオトエツチング技法を用いてパタ
ーニングを行う場合、極めて高度な解像力が要求
されるので、その焦点調整を高精度で行わなけれ
ばならない。
エハに対し、フオトエツチング技法を用いてパタ
ーニングを行う場合、極めて高度な解像力が要求
されるので、その焦点調整を高精度で行わなけれ
ばならない。
従来、焦点調整に関しては種々の高精度自動装
置が研究されているが、一旦焦点を合わせた後に
その焦点調整をチヤツクして自動的に補正する機
能、及び気温や機材温度の変化によつて生じる微
小な焦点誤差（数ミクロン程度）を自動的に修正
する機能を備えた適当な投影装置が無かつた。
置が研究されているが、一旦焦点を合わせた後に
その焦点調整をチヤツクして自動的に補正する機
能、及び気温や機材温度の変化によつて生じる微
小な焦点誤差（数ミクロン程度）を自動的に修正
する機能を備えた適当な投影装置が無かつた。
一方、集積回路技術の進歩に伴つてパターン密
度が著しく増加し、このため焦点深度の許容誤差
を±５ミクロン以内に収めなければならなくなつ
ているので、前述の温度変化等による誤差を自動
修正し得る装置の必要性が大きい。
度が著しく増加し、このため焦点深度の許容誤差
を±５ミクロン以内に収めなければならなくなつ
ているので、前述の温度変化等による誤差を自動
修正し得る装置の必要性が大きい。
次に、高解像の投影装置を用いた１：１反射投
影式マスクアライナを一例として従来技術を第１
図及び第２図について説明する。第１図は構造説
明図で、石定盤５の上に移動架台４が設けられ、
図の左右方向に往復移動する。この移動架台４
に、投影パターンを備えたマスク２を保持するマ
スク台３が固設され、球面座１０を形成したステ
ージ１１が上下動可能に設けられている。上記球
面座１０に適合する球状凸部を形成されたウエハ
チヤツク９がステージ１１の上に置かれ、このス
テージ１１には球面座１０に連通する空気孔１１
ａが穿たれている。２８はステージ１１を上下に
駆動する手段である。
影式マスクアライナを一例として従来技術を第１
図及び第２図について説明する。第１図は構造説
明図で、石定盤５の上に移動架台４が設けられ、
図の左右方向に往復移動する。この移動架台４
に、投影パターンを備えたマスク２を保持するマ
スク台３が固設され、球面座１０を形成したステ
ージ１１が上下動可能に設けられている。上記球
面座１０に適合する球状凸部を形成されたウエハ
チヤツク９がステージ１１の上に置かれ、このス
テージ１１には球面座１０に連通する空気孔１１
ａが穿たれている。２８はステージ１１を上下に
駆動する手段である。
前記のウエハチヤツク９の上方に、ウエハの位
置出しの基準となる平面位置出し装置７が設けら
れている。８′は上記の位置出し装置に当接した
姿勢のウエハを示す。
置出しの基準となる平面位置出し装置７が設けら
れている。８′は上記の位置出し装置に当接した
姿勢のウエハを示す。
移動架台４の上方に、投影手段として凹面鏡、
凸面鏡、等のミラー類よりなる光学系１が、支持
台２９に支承されている。６は投影用の光源であ
る。
凸面鏡、等のミラー類よりなる光学系１が、支持
台２９に支承されている。６は投影用の光源であ
る。
上述の従来形装置を用いるには、第１図の如く
移動架台４を左方に移動させてウエハチヤツク９
の上にウエハ８を仮置きし、上下駆動手段２８を
作動させてステージ１１を上昇させる。するとウ
エハチヤツク９に仮置きされたウエハ８が平面位
置出し装置７に押しつけられ、球面座１０の作用
で全面的に密着し、かつ、平面位置出し装置７に
倣つて位置８′に位置出しされる。こうしておい
て、空気孔１１ａから適宜の方法で空気を吸引す
ると、球面座１０ウエハチヤツク９に形成された
球状の突部を吸着するため、ウエハチヤツク９が
ステージ１１に固定されるとともに、ウエハチヤ
ツク９がウエハを吸着する。次いで上下駆動手段
２８を作動させてステージ１１を寸法ｈだけ下降
させ、ウエハチヤツク９に吸着されたウエハ８の
上面を光学系１の焦点面Ｓに揃える。
移動架台４を左方に移動させてウエハチヤツク９
の上にウエハ８を仮置きし、上下駆動手段２８を
作動させてステージ１１を上昇させる。するとウ
エハチヤツク９に仮置きされたウエハ８が平面位
置出し装置７に押しつけられ、球面座１０の作用
で全面的に密着し、かつ、平面位置出し装置７に
倣つて位置８′に位置出しされる。こうしておい
て、空気孔１１ａから適宜の方法で空気を吸引す
ると、球面座１０ウエハチヤツク９に形成された
球状の突部を吸着するため、ウエハチヤツク９が
ステージ１１に固定されるとともに、ウエハチヤ
ツク９がウエハを吸着する。次いで上下駆動手段
２８を作動させてステージ１１を寸法ｈだけ下降
させ、ウエハチヤツク９に吸着されたウエハ８の
上面を光学系１の焦点面Ｓに揃える。
以上の如くにして未露光のウエハ８を焦点面Ｓ
に揃えてウエハチヤツク９によつて吸着保持し、
移動架台４を第２図の如く右方へ水平に移動させ
る。光源６によつて露光光Ｐを照射しつつ移動架
台４を一定速度で動かすと、露光光Ｐがマスク２
を通過する点P1およびウエハ８を通過する点P2
は同じ速度で走査され、パターンを備えたマスク
２の像に従つてウエハ８の表面に同形状のパター
ンが露光される。
に揃えてウエハチヤツク９によつて吸着保持し、
移動架台４を第２図の如く右方へ水平に移動させ
る。光源６によつて露光光Ｐを照射しつつ移動架
台４を一定速度で動かすと、露光光Ｐがマスク２
を通過する点P1およびウエハ８を通過する点P2
は同じ速度で走査され、パターンを備えたマスク
２の像に従つてウエハ８の表面に同形状のパター
ンが露光される。
上述の従来技術装置において、ウエハ８は焦点
面Ｓにセツトされた後、移動架台４と共に精密に
水平移動するのであるが、光源６の発熱や気温変
化等によつて投影装置を構成する各部材が熱膨
脹、収縮すると、光学系１、ウエハ８及びマスク
２の相対的位置が変化するので、ウエハ８の上面
を厳密に焦点面Ｓに沿わせて移動させることが困
難である。上記のマスクアライナの例に於いて
は、周囲温度の変化１℃によつて焦点面が5μm狂
い、その後、温度を元の温度に戻しても焦点面は
正確には元の位置に戻らずヒステリシス現象を呈
する。
面Ｓにセツトされた後、移動架台４と共に精密に
水平移動するのであるが、光源６の発熱や気温変
化等によつて投影装置を構成する各部材が熱膨
脹、収縮すると、光学系１、ウエハ８及びマスク
２の相対的位置が変化するので、ウエハ８の上面
を厳密に焦点面Ｓに沿わせて移動させることが困
難である。上記のマスクアライナの例に於いて
は、周囲温度の変化１℃によつて焦点面が5μm狂
い、その後、温度を元の温度に戻しても焦点面は
正確には元の位置に戻らずヒステリシス現象を呈
する。
実際問題として、マスクアライナの周囲温度変
化を１℃以内に抑えることは極めて困難である。
一方、集積回路技術は焦点誤差を±5μm以内に収
めることを要求しているが、従来技術に係る装置
においては焦点精度の向上が限界に達している。
化を１℃以内に抑えることは極めて困難である。
一方、集積回路技術は焦点誤差を±5μm以内に収
めることを要求しているが、従来技術に係る装置
においては焦点精度の向上が限界に達している。
本発明の目的は、集積回路技術の進歩による回
路パターン密度の著しい増加に伴う投影光学系の
許容焦点深度の減少に応じてマスク上に形成され
た微細回路パターンを投影光学系によりウエハ上
に鮮明に投影露光できるようにした投影露光装置
を提供することにある。また、本発明の目的は、
投影光学系の温度変動による焦点誤差を補正し
て、微細回路パターンを投影光学系によりウエハ
上に鮮明に投影露光できるようにした投影露光装
置を提供することにある。
路パターン密度の著しい増加に伴う投影光学系の
許容焦点深度の減少に応じてマスク上に形成され
た微細回路パターンを投影光学系によりウエハ上
に鮮明に投影露光できるようにした投影露光装置
を提供することにある。また、本発明の目的は、
投影光学系の温度変動による焦点誤差を補正し
て、微細回路パターンを投影光学系によりウエハ
上に鮮明に投影露光できるようにした投影露光装
置を提供することにある。
即ち、本発明は、上記目的を達成するために、
マスクに形成された回路パターンを投影光学系に
よりウエハ上に投影露光する投影露光装置におい
て、上記ウエハの表面を上記投影光学系に対して
平面位置出しする傾き制御手段と、上記投影光学
系に対して上記ウエハを平行移動させてウエハ上
の露光範囲毎に、ウエハ表面の高さを、順次ほぼ
ウエハ全面に亘つて測定する高さ位置測定手段
と、該高さ位置測定手段によつて順次測定された
ウエハ上の露光範囲毎の高さから、ウエハ上の露
光範囲毎の高さ最大位置と最小位置とを順次ほぼ
ウエハ全面に亘つて演算して求め、求められたウ
エハ上の露光範囲毎の高さの最大位置と最小位置
とが上記投影光学系の焦点の許容深度範囲内に入
るように、順次ほぼウエハ全面に亘つて上記ウエ
ハを載置するウエハチヤツクの高さ位置を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする投影露光
装置である。また、本発明は、上記他の目的を達
成するために、マスクに形成された回路パターン
を投影光学系によりウエハ上に投影露光する投影
露光装置において、上記ウエハの表面を上記投影
光学系に対して平面位置出しする傾き制御手段
と、上記投影光学系に備えられ、且つ温度を測定
する温度測定手段と、上記投影光学系に対して上
記ウエハを平行移動させてウエハ上の露光範囲毎
に、ウエハ表面の高さを、順次ほぼウエハ全面に
亘つて測定する高さ位置測定手段と、上記温度測
定手段によつて測定された温度に応じて上記投影
光学系の焦点誤差を補正し、上記高さ位置測定手
段によつて順次測定されたウエハ上の露光範囲毎
の高さから、ウエハ上の露光範囲毎の高さの最大
位置と最小位置とを順次ほぼウエハ全面に亘つて
演算して求め、求められたウエハ上の露光範囲毎
の高さの最大位置と最小位置とが上記補正された
投影光学系の焦点の許容深度範囲内に入るよう
に、順次ほぼウエハ全面に亘つて上記ウエハを載
置するウエハチヤツクの高さ位置を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする投影露光装置で
ある。
マスクに形成された回路パターンを投影光学系に
よりウエハ上に投影露光する投影露光装置におい
て、上記ウエハの表面を上記投影光学系に対して
平面位置出しする傾き制御手段と、上記投影光学
系に対して上記ウエハを平行移動させてウエハ上
の露光範囲毎に、ウエハ表面の高さを、順次ほぼ
ウエハ全面に亘つて測定する高さ位置測定手段
と、該高さ位置測定手段によつて順次測定された
ウエハ上の露光範囲毎の高さから、ウエハ上の露
光範囲毎の高さ最大位置と最小位置とを順次ほぼ
ウエハ全面に亘つて演算して求め、求められたウ
エハ上の露光範囲毎の高さの最大位置と最小位置
とが上記投影光学系の焦点の許容深度範囲内に入
るように、順次ほぼウエハ全面に亘つて上記ウエ
ハを載置するウエハチヤツクの高さ位置を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする投影露光
装置である。また、本発明は、上記他の目的を達
成するために、マスクに形成された回路パターン
を投影光学系によりウエハ上に投影露光する投影
露光装置において、上記ウエハの表面を上記投影
光学系に対して平面位置出しする傾き制御手段
と、上記投影光学系に備えられ、且つ温度を測定
する温度測定手段と、上記投影光学系に対して上
記ウエハを平行移動させてウエハ上の露光範囲毎
に、ウエハ表面の高さを、順次ほぼウエハ全面に
亘つて測定する高さ位置測定手段と、上記温度測
定手段によつて測定された温度に応じて上記投影
光学系の焦点誤差を補正し、上記高さ位置測定手
段によつて順次測定されたウエハ上の露光範囲毎
の高さから、ウエハ上の露光範囲毎の高さの最大
位置と最小位置とを順次ほぼウエハ全面に亘つて
演算して求め、求められたウエハ上の露光範囲毎
の高さの最大位置と最小位置とが上記補正された
投影光学系の焦点の許容深度範囲内に入るよう
に、順次ほぼウエハ全面に亘つて上記ウエハを載
置するウエハチヤツクの高さ位置を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする投影露光装置で
ある。
次に、本発明の一実施例を第３図について説明
する。第３図において第２図と同じ図面参照番号
を附した光学系１、マスク２、マスク台３、移動
架台４、石定盤５、光源６、平面位置出し装置
７、ウエハ８、ウエハチヤツク９、球面座１０、
及びステージ１１は従来技術に係る反射投影式マ
スクアライナ（第１図）と同様の構成部材であ
る。上下駆動手段２６は第１図における上下駆動
手段２８と同様の機能を有するもので、モータ１
２によつて駆動される。前記の移動架台４はモー
タ１４により、プーリ１３および鋼製ベルト２４
を介して図の左右方向に移動せしめられる構造に
なつている。２０はウエハチヤツク９の上にウエ
ハを供給する搬送機構、１９は移動架台４を石定
盤５の上に摺動自在に支承するエアパツドであ
る。
する。第３図において第２図と同じ図面参照番号
を附した光学系１、マスク２、マスク台３、移動
架台４、石定盤５、光源６、平面位置出し装置
７、ウエハ８、ウエハチヤツク９、球面座１０、
及びステージ１１は従来技術に係る反射投影式マ
スクアライナ（第１図）と同様の構成部材であ
る。上下駆動手段２６は第１図における上下駆動
手段２８と同様の機能を有するもので、モータ１
２によつて駆動される。前記の移動架台４はモー
タ１４により、プーリ１３および鋼製ベルト２４
を介して図の左右方向に移動せしめられる構造に
なつている。２０はウエハチヤツク９の上にウエ
ハを供給する搬送機構、１９は移動架台４を石定
盤５の上に摺動自在に支承するエアパツドであ
る。
投影手段からパターンを備えた物体Ａまでの距
離を測定する手段として、光学系１に、マスク２
までの距離h3を測定するためのエアーマイクロメ
ータ１７を取りつける。
離を測定する手段として、光学系１に、マスク２
までの距離h3を測定するためのエアーマイクロメ
ータ１７を取りつける。
投影手段からの被処理物体Ｂまでの距離を測定
する手段として、光学系１に、ウエハ８までの距
離h2を測定するためのエアーマイクロメータ１８
を取りつける。上記のエアーマイクロメータ１
７，１８は、測定値を電気的アナログ信号として
出力する型式のものである。
する手段として、光学系１に、ウエハ８までの距
離h2を測定するためのエアーマイクロメータ１８
を取りつける。上記のエアーマイクロメータ１
７，１８は、測定値を電気的アナログ信号として
出力する型式のものである。
上記のエアーマイクロメータ１７，１８の測定
結果に基づいて焦点誤差を算出する手段として、
Ａ／Ｄ変換器２７及び演算処理装置２３を設け、
エアーマイクロメータ１７，１８の測定結果を
Ａ／Ｄ変換器２７に入力せしめるように配線１７
ａ，１８ａを接続し、Ａ／Ｄ変換器２７の出力を
演算処理装置２３に入力させるように配線する。
Ｎはエアーマイクロメータ窒素ガスボンベで、窒
素ガスはフイルタ１６を経て精密減圧弁１６で所
定圧力に調圧され、エアマイクロメータ１７およ
び同１８に供給される。
結果に基づいて焦点誤差を算出する手段として、
Ａ／Ｄ変換器２７及び演算処理装置２３を設け、
エアーマイクロメータ１７，１８の測定結果を
Ａ／Ｄ変換器２７に入力せしめるように配線１７
ａ，１８ａを接続し、Ａ／Ｄ変換器２７の出力を
演算処理装置２３に入力させるように配線する。
Ｎはエアーマイクロメータ窒素ガスボンベで、窒
素ガスはフイルタ１６を経て精密減圧弁１６で所
定圧力に調圧され、エアマイクロメータ１７およ
び同１８に供給される。
焦点誤差を無くするように自動調整する手段と
して、上下駆動手段２６用のモータ１２を制御す
るモータ制御部２２を設ける。この制御部２２
に、前述の演算処理装置２３が算出した焦点誤差
を表わす電気信号に基づいて、その誤差を減少さ
せる方向に上下駆動手段用モータ１２を作動させ
るよう、プログラムを組みこんでおく。
して、上下駆動手段２６用のモータ１２を制御す
るモータ制御部２２を設ける。この制御部２２
に、前述の演算処理装置２３が算出した焦点誤差
を表わす電気信号に基づいて、その誤差を減少さ
せる方向に上下駆動手段用モータ１２を作動させ
るよう、プログラムを組みこんでおく。
前記のエアーマイクロメータ１８は、後に詳述
するごとく、ウエハ８の露光範囲に沿つて３個所
の距離を測定し得る構造のものであるが、説明の
順序として、先ず、エアーマイクロメータ１８が
単一のエアーマイクロメータであると仮定し、ウ
エハ８の表面に凹凸が無い場合について前記実施
例の作動を略述する。
するごとく、ウエハ８の露光範囲に沿つて３個所
の距離を測定し得る構造のものであるが、説明の
順序として、先ず、エアーマイクロメータ１８が
単一のエアーマイクロメータであると仮定し、ウ
エハ８の表面に凹凸が無い場合について前記実施
例の作動を略述する。
さきに第１図の従来装置について述べたのと同
様の手順でウエハチヤツク９の上面にウエハ８を
吸着し、寸法h1だけ下降させてウエハ８を焦点面
Ｓに揃える。次いで移動架台４を右方に移動させ
つつ、エアーマイクロメータ１７で距離h3を測定
するとともに、エアーマイクロメータ１８で距離
h2を測定し、その測定値をＡ／Ｄ変換装置２７を
介して演算処理装置２３に入力せしめる。
様の手順でウエハチヤツク９の上面にウエハ８を
吸着し、寸法h1だけ下降させてウエハ８を焦点面
Ｓに揃える。次いで移動架台４を右方に移動させ
つつ、エアーマイクロメータ１７で距離h3を測定
するとともに、エアーマイクロメータ１８で距離
h2を測定し、その測定値をＡ／Ｄ変換装置２７を
介して演算処理装置２３に入力せしめる。
演算処理装置２３は予め与えられたプログラム
に距離h3をインプツトして焦点面Ｓの位置を算定
し、これをh2の値と比較して、ウエハ８の面が焦
点面Ｓに比して上下いずれの方向に偏つているか
を算出し、その結果を電気信号としてモータ制御
部２２に送る。モータ制御部２２は、上記の電気
信号を受け、この誤差方向を無くする方向にモー
タ１２を回転させる。即ち、例えば実測した距離
h2が、算出した焦点面Ｓまでの距離よりも大きい
ときは、上下駆動手段２６を上昇動せしめる方向
にモータ１２を回転させる。以上の如くして、熱
影響によつて光学系１、マスク２及びウエハ８の
関係位置が変化しても、ウエハ８は自動的に正し
く焦点面Ｓに合わされる。
に距離h3をインプツトして焦点面Ｓの位置を算定
し、これをh2の値と比較して、ウエハ８の面が焦
点面Ｓに比して上下いずれの方向に偏つているか
を算出し、その結果を電気信号としてモータ制御
部２２に送る。モータ制御部２２は、上記の電気
信号を受け、この誤差方向を無くする方向にモー
タ１２を回転させる。即ち、例えば実測した距離
h2が、算出した焦点面Ｓまでの距離よりも大きい
ときは、上下駆動手段２６を上昇動せしめる方向
にモータ１２を回転させる。以上の如くして、熱
影響によつて光学系１、マスク２及びウエハ８の
関係位置が変化しても、ウエハ８は自動的に正し
く焦点面Ｓに合わされる。
上述の実施例においては、焦点誤差を無くする
ように自動調整する手段として、被処理物体であ
るウエハ８を移動せしめるモータ１２を制御する
モータ制御部２２を設けたが、この実施例のよう
に被処理物体であるウエハ８を移動させて焦点調
節を行う代りに、パターンを備えた物体であるマ
スク２を移動させて焦点調整を行うように構成す
ることも可能である。また、投影手段である光学
系１を移動させて焦点調整を行うこともできる。
ように自動調整する手段として、被処理物体であ
るウエハ８を移動せしめるモータ１２を制御する
モータ制御部２２を設けたが、この実施例のよう
に被処理物体であるウエハ８を移動させて焦点調
節を行う代りに、パターンを備えた物体であるマ
スク２を移動させて焦点調整を行うように構成す
ることも可能である。また、投影手段である光学
系１を移動させて焦点調整を行うこともできる。
一般的には、パターンを備えた物体であるマス
ク２、被処理物体であるウエハ８、又は投影手段
である光学系１、以上三者の内の１以上を、投影
手段の光軸方向に往復移動せしめる駆動手段を設
けて、焦点誤差を算出する装置（本実施例に於て
はＡ／Ｄ変換器２７及び演算処理装置２３）によ
つて、焦点誤差を無くする方向に作動せしめるこ
とにより、前記の実施例と同様の効果が得られ
る。
ク２、被処理物体であるウエハ８、又は投影手段
である光学系１、以上三者の内の１以上を、投影
手段の光軸方向に往復移動せしめる駆動手段を設
けて、焦点誤差を算出する装置（本実施例に於て
はＡ／Ｄ変換器２７及び演算処理装置２３）によ
つて、焦点誤差を無くする方向に作動せしめるこ
とにより、前記の実施例と同様の効果が得られ
る。
前述のエアーマイクロメータ１８付近の詳細な
平面図を第４図に示す。斜線を付したＤ区域は露
光範囲を表わし、この露光範囲Ｄの中をウエハ８
は下方向に通過してゆく。エアーマイクロメータ
１８は３個のエアーマイクロメータ１８ａ，１８
ｂ，１８ｃよりなり、露光範囲Ｄに沿つてウエハ
８の進行方向後側露光前側）に配設し、それぞれ
の測定結果をＡ／Ｄ変換器２７に入力する。
平面図を第４図に示す。斜線を付したＤ区域は露
光範囲を表わし、この露光範囲Ｄの中をウエハ８
は下方向に通過してゆく。エアーマイクロメータ
１８は３個のエアーマイクロメータ１８ａ，１８
ｂ，１８ｃよりなり、露光範囲Ｄに沿つてウエハ
８の進行方向後側露光前側）に配設し、それぞれ
の測定結果をＡ／Ｄ変換器２７に入力する。
第５図は第４図に示した付近の側面図である。
ウエハ８の表面は精密に平面研磨してあるが、ミ
クロンオーダーで見れば若干の凹凸がある。第５
図は読図を容易ならしめるため、凹凸を拡大して
描いてある。
ウエハ８の表面は精密に平面研磨してあるが、ミ
クロンオーダーで見れば若干の凹凸がある。第５
図は読図を容易ならしめるため、凹凸を拡大して
描いてある。
３個のエアーマイクロメータ１８ａ，１８ｂ，
１８ｃは、露光前側において露光範囲Ｄ毎にウエ
ハ８までの距離としてそれぞれha，hb，hcを検出
し、検出結果を表わす信号をＡ／Ｄ変換器２７を
介して演算処理装置２３に入力する。
１８ｃは、露光前側において露光範囲Ｄ毎にウエ
ハ８までの距離としてそれぞれha，hb，hcを検出
し、検出結果を表わす信号をＡ／Ｄ変換器２７を
介して演算処理装置２３に入力する。
演算処理装置２３は露光範囲Ｄ毎に上記３個の
測定値ha，hb，hcの中から最大値と最小値とを選
び出してウエハ８の表面の最凹部と最凸部との位
置を判断し、この最凹部と最凸部とを焦点Ｓの許
容深度範囲ｓ内に均等に配分するように、モータ
制御部２２に指令信号を与える。上述の作動を近
似的に簡略化する場合は、最大値（本例ではha）
と最小値（本例ではhb））との算術平均をウエハ
８までの距離としてウエハ８の位置を認識し、上
記のウエハ８の位置が焦点面Ｓに対していずれの
方向に偏つているかを電気信号としてモータ制御
部２２に送る。これにより、ウエハ８の表面に極
微小な凹凸があつても、露光範囲内にその凹凸差
が焦点深度以内であれば、ウエハ８の全面を焦点
Ｓの許容深度範囲ｓ内に収めて鮮明な投影を行う
ことができる。
測定値ha，hb，hcの中から最大値と最小値とを選
び出してウエハ８の表面の最凹部と最凸部との位
置を判断し、この最凹部と最凸部とを焦点Ｓの許
容深度範囲ｓ内に均等に配分するように、モータ
制御部２２に指令信号を与える。上述の作動を近
似的に簡略化する場合は、最大値（本例ではha）
と最小値（本例ではhb））との算術平均をウエハ
８までの距離としてウエハ８の位置を認識し、上
記のウエハ８の位置が焦点面Ｓに対していずれの
方向に偏つているかを電気信号としてモータ制御
部２２に送る。これにより、ウエハ８の表面に極
微小な凹凸があつても、露光範囲内にその凹凸差
が焦点深度以内であれば、ウエハ８の全面を焦点
Ｓの許容深度範囲ｓ内に収めて鮮明な投影を行う
ことができる。
次に、第３図の実施例と異なる実施例について
説明する。第３図の実施例によつて、光学系１、
マスク２、及びウエハ８の相対的な位置関係を正
しく合わせることができる。光学系１自体が熱膨
脹、収縮によつて光学的特性値を変化させること
によつて生じる焦点位置変化を補正することはで
きない。上記の熱影響を補正して更に高精度の焦
点調整を行うには光学系１に温度センサ（図示せ
ず）を付設し、温度検出データを演算処理装置２
３に入力させ、演算処理装置２３には予め次記の
ごとく記憶を行わせるとともに、次記のような演
算プログラムを組みこんでおいて、光学系１自体
の熱影響の補正を行わせる。
説明する。第３図の実施例によつて、光学系１、
マスク２、及びウエハ８の相対的な位置関係を正
しく合わせることができる。光学系１自体が熱膨
脹、収縮によつて光学的特性値を変化させること
によつて生じる焦点位置変化を補正することはで
きない。上記の熱影響を補正して更に高精度の焦
点調整を行うには光学系１に温度センサ（図示せ
ず）を付設し、温度検出データを演算処理装置２
３に入力させ、演算処理装置２３には予め次記の
ごとく記憶を行わせるとともに、次記のような演
算プログラムを組みこんでおいて、光学系１自体
の熱影響の補正を行わせる。
周囲温度が標準温度（たとえば20℃）で、装置
が熱平衡した状態において、試験的に特に表面に
凹凸の無いウエハを用いてウエハ８と焦点面Ｓと
を精密に合わせ、その時のh2，h3の寸法を実測し
て、これをh2p，h3pとする。
が熱平衡した状態において、試験的に特に表面に
凹凸の無いウエハを用いてウエハ８と焦点面Ｓと
を精密に合わせ、その時のh2，h3の寸法を実測し
て、これをh2p，h3pとする。
次に標準温度と異なる各温度ｔ℃において同様
にh2，h3の寸法を実測してこれをh2t，h3tとする。
このようにして、装置の周囲温度が変化する可能
性がある範囲内において、適宜の温度間隔で実測
を行い、各温度におけるh2t，h3tを求めておく。
各温度におけるΔh2t＝h2t−h2pおよびΔh3t＝h3t−
h2tを算出して演算処理装置２３に記憶させる。
上記のΔh2t，Δh3tは各温度ｔ℃における熱影響に
よるh2，h3の変化量である。
にh2，h3の寸法を実測してこれをh2t，h3tとする。
このようにして、装置の周囲温度が変化する可能
性がある範囲内において、適宜の温度間隔で実測
を行い、各温度におけるh2t，h3tを求めておく。
各温度におけるΔh2t＝h2t−h2pおよびΔh3t＝h3t−
h2tを算出して演算処理装置２３に記憶させる。
上記のΔh2t，Δh3tは各温度ｔ℃における熱影響に
よるh2，h3の変化量である。
そして演算処理装置２３がエアーマイクロメー
タ１８，１７によつて測定したh2，h3の寸法信号
を受け取つたとき、それと同時に入力された温度
センサ（図示せず）による温度信号に基づいて、
その時の温度ｔ℃に対応するΔh2t，Δh3tの値をそ
れぞれh2，h3寸法に加算して焦点面Ｓとの比較演
算を行わせる。これにより、周囲温度の変化によ
る焦点誤差が自動的に補正される。
タ１８，１７によつて測定したh2，h3の寸法信号
を受け取つたとき、それと同時に入力された温度
センサ（図示せず）による温度信号に基づいて、
その時の温度ｔ℃に対応するΔh2t，Δh3tの値をそ
れぞれh2，h3寸法に加算して焦点面Ｓとの比較演
算を行わせる。これにより、周囲温度の変化によ
る焦点誤差が自動的に補正される。
以上の実施例は倍率１：１の投影式マスクアラ
イナについて述べたが、縮小投影式又は拡大投影
式のマスクアライナについても同様にして本発明
を適用することができる。また、光を用いた投影
装置に限らず、電子ビーム又はイオンビームを用
いた投影装置についても同様に適用することがで
きる。
イナについて述べたが、縮小投影式又は拡大投影
式のマスクアライナについても同様にして本発明
を適用することができる。また、光を用いた投影
装置に限らず、電子ビーム又はイオンビームを用
いた投影装置についても同様に適用することがで
きる。
本発明によれば、回路パターン密度の著しい増
加に伴う投影光学系の許容焦点深度の減少に応じ
てマスク上に形成された微細回路パターンを露光
範囲毎に投影光学系の許容焦点深度内に結像さ
せ、マスク上に形成された微細回路パターンを投
影光学系によりウエハ上に鮮明に投影露光できる
効果を奏する。また、本発明によれば、投影光学
系の温度変動による焦点許差を補正して、微細回
路パターンを露光範囲毎に投影光学系の許容焦点
深度内に結像させ、該微細回路パターンを投影光
学系によりウエハ上の鮮明に投影露光できる効果
も奏する。
加に伴う投影光学系の許容焦点深度の減少に応じ
てマスク上に形成された微細回路パターンを露光
範囲毎に投影光学系の許容焦点深度内に結像さ
せ、マスク上に形成された微細回路パターンを投
影光学系によりウエハ上に鮮明に投影露光できる
効果を奏する。また、本発明によれば、投影光学
系の温度変動による焦点許差を補正して、微細回
路パターンを露光範囲毎に投影光学系の許容焦点
深度内に結像させ、該微細回路パターンを投影光
学系によりウエハ上の鮮明に投影露光できる効果
も奏する。
第１図は従来技術における投影式マスクアライ
ナの構造説明図、第２図は同作動説明図、第３図
は本発明の一実施例に係る自動焦点調節機能を備
えた投影装置の一例の縦断面図に制御系統を付記
した図、第４図は第３図の実施例におけるエアマ
イクロメータ１８付近の拡大平面図に制御系統を
付記した図、第５図は同じく側面図に制御系統を
付記した図である。 １…投影手段としての光学系、２…パターンを
備えた物体Ａとしてのマスク、８…被処理物体Ｂ
としてのウエハ、１７，１８…距離測定手段とし
てのマイクロメータ、２２…モータ制御部、２３
…演算処理装置、２５…ガイド、２６，２８…上
下駆動手段、２７…Ａ／Ｄ変換器。
ナの構造説明図、第２図は同作動説明図、第３図
は本発明の一実施例に係る自動焦点調節機能を備
えた投影装置の一例の縦断面図に制御系統を付記
した図、第４図は第３図の実施例におけるエアマ
イクロメータ１８付近の拡大平面図に制御系統を
付記した図、第５図は同じく側面図に制御系統を
付記した図である。 １…投影手段としての光学系、２…パターンを
備えた物体Ａとしてのマスク、８…被処理物体Ｂ
としてのウエハ、１７，１８…距離測定手段とし
てのマイクロメータ、２２…モータ制御部、２３
…演算処理装置、２５…ガイド、２６，２８…上
下駆動手段、２７…Ａ／Ｄ変換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マスクに形成された回路パターンを投影光学
系によりウエハ上に投影露光する投影露光装置に
おいて、上記ウエハの表面を上記投影光学系に対
して平行位置出しする傾き制御手段と、上記投影
光学系に対して上記ウエハを平行移動させてウエ
ハ上の露光範囲毎に、ウエハ表面の高さを、順次
ほぼウエハ全面に亘つて測定する高さ位置測定手
段と、該高さ位置測定手段によつて順次測定され
たウエハ上の露光範囲毎の高さから、ウエハ上の
露光範囲毎の高さの最大位置と最小位置とを順次
ほぼウエハ全面に亘つて演算して求め、求められ
たウエハ上の露光範囲毎の高さの最大位置と最小
位置とが上記投影光学系の焦点の許容深度範囲内
に入るように、順次ほぼウエハ全面に亘つて上記
ウエハを載置するウエハチヤツクの高さ位置を制
御す制御手段とを備えたことを特徴とする投影露
光装置。 ２ マスクに形成された回路パターンを投影光学
系によりウエハ上に投影露光する投影露光装置に
おいて、上記ウエハの表面を上記投影光学系に対
して平行位置出しする傾き制御手段と、上記投影
光学系に備えられ、且つ温度を測定する温度測定
手段と、上記投影光学系に対して上記ウエハを平
行移動させてウエハ上の露光範囲毎に、ウエハ表
面の高さを、順次ほぼウエハ全面に亘つて測定す
る高さ位置測定手段と、上記温度測定手段によつ
て測定された温度に応じて上記投影光学系の焦点
誤差を補正し、上記高さ位置測定手段によつて順
次測定されたウエハ上の露光範囲毎の高さから、
ウエハ上の露光範囲毎の高さの最大位置と最小位
置とを順次ほぼウエハ全面に亘つて演算して求
め、求められたウエハ上の露光範囲毎の高さの最
大位置と最小位置とが上記補正された投影光学系
の焦点の許容深度範囲内に入るように、順次ほぼ
ウエハ全面に亘つて上記ウエハを載置するウエハ
チヤツクの高さ位置を制御する制御手段とを備え
たことを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56078099A JPS57192929A (en) | 1981-05-25 | 1981-05-25 | Projector provided with automatic focusing function |
| US06/381,675 US4420233A (en) | 1981-05-25 | 1982-05-24 | Projecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56078099A JPS57192929A (en) | 1981-05-25 | 1981-05-25 | Projector provided with automatic focusing function |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57192929A JPS57192929A (en) | 1982-11-27 |
| JPH0257333B2 true JPH0257333B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=13652419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56078099A Granted JPS57192929A (en) | 1981-05-25 | 1981-05-25 | Projector provided with automatic focusing function |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4420233A (ja) |
| JP (1) | JPS57192929A (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59150424A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-28 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造装置および方法 |
| JPS6022319A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-04 | Canon Inc | 半導体露光装置 |
| US4600282A (en) * | 1983-11-14 | 1986-07-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Alignment apparatus |
| US4669842A (en) * | 1983-12-08 | 1987-06-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection optical device |
| JPH0616478B2 (ja) * | 1983-12-19 | 1994-03-02 | 株式会社ニコン | 投影露光装置の位置合せ装置 |
| US4773750A (en) * | 1984-06-21 | 1988-09-27 | Bruning John H | Deep-UV lithography |
| US4883352A (en) * | 1984-06-21 | 1989-11-28 | American Telephone And Telegraph Company | Deep-uv lithography |
| JPS618922A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-16 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影光学装置 |
| DE3447488A1 (de) * | 1984-10-19 | 1986-05-07 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Projektionseinrichtung |
| US4714331A (en) * | 1985-03-25 | 1987-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for automatic focusing |
| US4645338A (en) * | 1985-04-26 | 1987-02-24 | International Business Machines Corporation | Optical system for focus correction for a lithographic tool |
| US5114223A (en) * | 1985-07-15 | 1992-05-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method and apparatus |
| JPS6232613A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-12 | Canon Inc | 投影露光装置 |
| JP2830492B2 (ja) | 1991-03-06 | 1998-12-02 | 株式会社ニコン | 投影露光装置及び投影露光方法 |
| JPH0636993A (ja) * | 1992-05-21 | 1994-02-10 | Canon Inc | 露光装置及び半導体素子の製造方法 |
| JP2576814B2 (ja) * | 1995-06-16 | 1997-01-29 | 株式会社日立製作所 | 露光方法 |
| US7812283B2 (en) | 2004-03-26 | 2010-10-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and method for fabricating semiconductor device |
| US8525075B2 (en) * | 2004-05-06 | 2013-09-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
| CN100530549C (zh) | 2004-08-23 | 2009-08-19 | 株式会社半导体能源研究所 | 激光照射设备、照射方法和制备半导体器件的方法 |
| US8395084B2 (en) * | 2005-05-02 | 2013-03-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus and laser irradiation method |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3103850A (en) * | 1961-12-14 | 1963-09-17 | Ibm | Pneumatically operated document sensing station |
| FR2082213A5 (ja) * | 1970-03-06 | 1971-12-10 | Delmas Jean Raymond | |
| US3735686A (en) * | 1970-12-18 | 1973-05-29 | Sidney R Littlejohn & Co Ltd | Camera systems |
| US3704657A (en) * | 1971-05-05 | 1972-12-05 | Computervision Corp | Adaptive optical focusing system |
| US3748015A (en) * | 1971-06-21 | 1973-07-24 | Perkin Elmer Corp | Unit power imaging catoptric anastigmat |
| JPS5320851B2 (ja) * | 1971-11-08 | 1978-06-29 | ||
| US3718396A (en) * | 1971-12-28 | 1973-02-27 | Licentia Gmbh | System for photographic production of semiconductor micro structures |
| DE2225416A1 (de) * | 1972-05-25 | 1973-12-06 | Boeger Duplomat Apparate Kg Dr | Verfahren zur einstellung einer reprokamera |
| JPS4917230A (ja) * | 1972-06-02 | 1974-02-15 | ||
| US3984678A (en) * | 1974-04-05 | 1976-10-05 | Nippon Jido Seigyo Ltd. | Apparatus for automatically adjusting a microscope in focus |
| US3940209A (en) * | 1974-07-12 | 1976-02-24 | Magna Mir, Inc. | Projector case assembly |
| JPS5387217A (en) * | 1977-01-11 | 1978-08-01 | Minolta Camera Co Ltd | Focusing device |
-
1981
- 1981-05-25 JP JP56078099A patent/JPS57192929A/ja active Granted
-
1982
- 1982-05-24 US US06/381,675 patent/US4420233A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4420233A (en) | 1983-12-13 |
| JPS57192929A (en) | 1982-11-27 |
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