JPH0320062B2 - - Google Patents
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- JPH0320062B2 JPH0320062B2 JP59258562A JP25856284A JPH0320062B2 JP H0320062 B2 JPH0320062 B2 JP H0320062B2 JP 59258562 A JP59258562 A JP 59258562A JP 25856284 A JP25856284 A JP 25856284A JP H0320062 B2 JPH0320062 B2 JP H0320062B2
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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
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
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- 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
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は第１物体のパターンを光学系を介して
第２物体上に投影する装置、特にIC、LSI、
VLSI等の半導体装置を製造する際に用いられる
投影装置に関する。
第２物体上に投影する装置、特にIC、LSI、
VLSI等の半導体装置を製造する際に用いられる
投影装置に関する。
（従来技術）
近年、半導体装置においては、素子の高集積化
に応じて回路パターンの微細化が進んでいる。こ
のため、マスクもしくはレチクル上に描かれた回
路パターンをウエハー上に焼付けるための焼付装
置も、従来のコンタクト方式やプロキシミテイ方
式からプロジエクシヨン方式を採用したものが主
流となりつつある。プロジエクシヨン方式の焼付
装置としては、投影光学系をミラー系としたもの
やレンズ系としたものがある。
に応じて回路パターンの微細化が進んでいる。こ
のため、マスクもしくはレチクル上に描かれた回
路パターンをウエハー上に焼付けるための焼付装
置も、従来のコンタクト方式やプロキシミテイ方
式からプロジエクシヨン方式を採用したものが主
流となりつつある。プロジエクシヨン方式の焼付
装置としては、投影光学系をミラー系としたもの
やレンズ系としたものがある。
ところで、レンズプロジエクシヨン方式の焼付
装置では、レンズ系のピント位置にウエハ表面を
自動的に位置させるためにオートフオーカス機構
を設けるのが一般的であるが、現在のオートフオ
ーカス機構はレンズ系の端面から所定の距離に基
準面を設定し、この基準面からウエハ表面までの
距離を一定に保つものがほとんどで、レンズ系の
ピント位置が一定の時には極めて高い精度でウエ
ハ表面をピント位置に合わせることができるが、
何らかの影響でレンズ系のピント位置が変化する
と、ウエワ表面をピント位置に合わせることがで
きなくなつてしまう。
装置では、レンズ系のピント位置にウエハ表面を
自動的に位置させるためにオートフオーカス機構
を設けるのが一般的であるが、現在のオートフオ
ーカス機構はレンズ系の端面から所定の距離に基
準面を設定し、この基準面からウエハ表面までの
距離を一定に保つものがほとんどで、レンズ系の
ピント位置が一定の時には極めて高い精度でウエ
ハ表面をピント位置に合わせることができるが、
何らかの影響でレンズ系のピント位置が変化する
と、ウエワ表面をピント位置に合わせることがで
きなくなつてしまう。
この点を更に説明する。一般に、プロジエクシ
ヨン方式の焼付装置の限界解像力Ｌは、λを焼付
波長、Fnoを投影光学系の明るさとして、 Ｌ＝1.6λFno ……(1) で与えられるので、この種の装置において、解像
力Ｌを上げるためには波長λを短くするか、Fno
値を小さく（投影光学系を明るく）することが必
要となる。しかし、光学系の焦点深度Ｄは同様
に、 Ｄ＝±λFno2（λ／８基準） ……(2) で与えられるので、斯る装置において、解像力Ｌ
を上げると、即ち波長λを短くし、Fno値を小さ
くすると、焦点深度が浅くなる。例えば、焼付波
長をｇ線（λ＝436mm）とし、Fno値を1.43程度
とした場合の焦点深度Ｄは±0.9μｍに過ぎない。
従つて、上述のオートフオーカス機構を採用する
レンズプロジエクシヨン方式の焼付装置では、何
等かの理由でレンズ系のピント位置が変化すると
ウエハ表面に正確にパターンを投影することが不
可能となる。
ヨン方式の焼付装置の限界解像力Ｌは、λを焼付
波長、Fnoを投影光学系の明るさとして、 Ｌ＝1.6λFno ……(1) で与えられるので、この種の装置において、解像
力Ｌを上げるためには波長λを短くするか、Fno
値を小さく（投影光学系を明るく）することが必
要となる。しかし、光学系の焦点深度Ｄは同様
に、 Ｄ＝±λFno2（λ／８基準） ……(2) で与えられるので、斯る装置において、解像力Ｌ
を上げると、即ち波長λを短くし、Fno値を小さ
くすると、焦点深度が浅くなる。例えば、焼付波
長をｇ線（λ＝436mm）とし、Fno値を1.43程度
とした場合の焦点深度Ｄは±0.9μｍに過ぎない。
従つて、上述のオートフオーカス機構を採用する
レンズプロジエクシヨン方式の焼付装置では、何
等かの理由でレンズ系のピント位置が変化すると
ウエハ表面に正確にパターンを投影することが不
可能となる。
投影光学系のピント位置を変える要因として考
えられるものはレチクルとウエハとの間の空気
の温度変化および投影光学系中の硝材の温度変
化、レチクルとウエハとの間の空気の大気圧、
およびレチクルとウエハとの間の空気の湿度等
である。
えられるものはレチクルとウエハとの間の空気
の温度変化および投影光学系中の硝材の温度変
化、レチクルとウエハとの間の空気の大気圧、
およびレチクルとウエハとの間の空気の湿度等
である。
の空気および硝材の温度変化に対して投影光
学系構成要素の中で変わり得るものはレンズ面の
曲率半径、レンズ面間の間隔、および空気と硝子
の相対屈折率であり、これ等の構成要素の変化に
より投影光学系のピント位置は変わる。このよう
な温度変化によるピント位置の変化は、係数的に
は、上記３つの要因の中で最も大きい。従来は、
エアコンデイシヨニング等の手段により装置の環
境および装置内の温度を制御してピント位置の変
化量を抑えていた。
学系構成要素の中で変わり得るものはレンズ面の
曲率半径、レンズ面間の間隔、および空気と硝子
の相対屈折率であり、これ等の構成要素の変化に
より投影光学系のピント位置は変わる。このよう
な温度変化によるピント位置の変化は、係数的に
は、上記３つの要因の中で最も大きい。従来は、
エアコンデイシヨニング等の手段により装置の環
境および装置内の温度を制御してピント位置の変
化量を抑えていた。
一方、の空気の大気圧およびの空気の湿度
の変化に対しては、ジエー・シー・オーエンス
（J.C.Owens）が詳しく研究しアプライドオプチ
ツクス1967年第１号（APPLIEDOPTICS 1967
No.１）に発表しているように、空気の大気圧また
は湿度が変化すると空気の屈折率が変化すること
が知られている。この場合、硝材の屈折率は実質
的に変化していないから屈折面での相対屈折率が
変化することになる。
の変化に対しては、ジエー・シー・オーエンス
（J.C.Owens）が詳しく研究しアプライドオプチ
ツクス1967年第１号（APPLIEDOPTICS 1967
No.１）に発表しているように、空気の大気圧また
は湿度が変化すると空気の屈折率が変化すること
が知られている。この場合、硝材の屈折率は実質
的に変化していないから屈折面での相対屈折率が
変化することになる。
空気の絶対屈折率をnA、硝材の絶対屈折率を
nG、硝子と空気の相対屈折率をｎとすると ｎ＝nG／nA で与えられ、nAがΔnA変化するとｎの変化量Δn
はnA≒１より Δn≒nG・ΔnA につて与えられる。通常、nGは約1.5であるから、 Δn＝1.5ΔnA となり、空気の屈折率変化が硝材と空気の相対屈
折率変化に与える影響は空気の屈折率変化自身の
1.5倍の量となる。例えば大気圧が５mmHg変化す
ると空気の屈折率は約1.8×10-6変化するが、こ
れは硝材と空気の相対屈折率の2.7×10-6に相当
し、投影光学系の個々の性質により変つてくる
が、ピント変化としては0.5〜1.5μｍに相当する。
この値は前述の焦点深度の値が±0.9μｍであるこ
とからもわかるように装置の性能上、充分問題と
なる変化量である。
nG、硝子と空気の相対屈折率をｎとすると ｎ＝nG／nA で与えられ、nAがΔnA変化するとｎの変化量Δn
はnA≒１より Δn≒nG・ΔnA につて与えられる。通常、nGは約1.5であるから、 Δn＝1.5ΔnA となり、空気の屈折率変化が硝材と空気の相対屈
折率変化に与える影響は空気の屈折率変化自身の
1.5倍の量となる。例えば大気圧が５mmHg変化す
ると空気の屈折率は約1.8×10-6変化するが、こ
れは硝材と空気の相対屈折率の2.7×10-6に相当
し、投影光学系の個々の性質により変つてくる
が、ピント変化としては0.5〜1.5μｍに相当する。
この値は前述の焦点深度の値が±0.9μｍであるこ
とからもわかるように装置の性能上、充分問題と
なる変化量である。
また、このような変化が生じている際には、投
影光学系によつてウエハ表面上に投影されている
パターンには倍率誤差が生じていることが考えら
れる。一般に、半導体装置はウエハに複数の異な
つたパターンが焼付けられて形成されるが、焼付
けのために投影されたパターンごとに倍率が変化
すると、ウエハ上における各パターンの正確なア
ライメントが困難となり、製造された半導体装置
の信頼性を低下させるので、好ましくない。
影光学系によつてウエハ表面上に投影されている
パターンには倍率誤差が生じていることが考えら
れる。一般に、半導体装置はウエハに複数の異な
つたパターンが焼付けられて形成されるが、焼付
けのために投影されたパターンごとに倍率が変化
すると、ウエハ上における各パターンの正確なア
ライメントが困難となり、製造された半導体装置
の信頼性を低下させるので、好ましくない。
このようにプロジエクシヨン方式の焼付装置で
は、気圧、温度、湿度等の外的環境の変化により
ピント誤差並びに倍率誤差による不都合が生じる
が、従来は３日に１回程度の焼付テストを行なう
ことで、ウエハ上に焼付けられるパターンを最良
とするように装置を調整するに過ぎなかつた。
は、気圧、温度、湿度等の外的環境の変化により
ピント誤差並びに倍率誤差による不都合が生じる
が、従来は３日に１回程度の焼付テストを行なう
ことで、ウエハ上に焼付けられるパターンを最良
とするように装置を調整するに過ぎなかつた。
（目的）
本発明の目的は、第１物体のパターンを光学系
を介して第２物体上に投影する装置において、湿
度等の外的環境が変化してもパターンを第２物体
上に正確に投影することのできる投影装置を提供
することにある。
を介して第２物体上に投影する装置において、湿
度等の外的環境が変化してもパターンを第２物体
上に正確に投影することのできる投影装置を提供
することにある。
（実施例）
以下、図に示した実施例に基づいて本発明を説
明するが、以下の説明において、本実施例はIC、
LSI、VLSI等の半導体装置を製造する際に用い
られ、レチクルもしくはマスク上に描かれた回路
パターンをレンズ光学系を介してウエハー上に縮
小して投影することによりウエハー上にパターン
を焼付ける装置、所謂ステツパを前提としてい
る。また、第１図の説明では、説明を容易にする
ために、投影光学系の光軸方向をＺ方向、投影光
学系の光軸と垂直に交わる平面内で、図の左右方
向をＸ方向、図に対して垂直な方向をＹ方向とそ
れぞれ記す。
明するが、以下の説明において、本実施例はIC、
LSI、VLSI等の半導体装置を製造する際に用い
られ、レチクルもしくはマスク上に描かれた回路
パターンをレンズ光学系を介してウエハー上に縮
小して投影することによりウエハー上にパターン
を焼付ける装置、所謂ステツパを前提としてい
る。また、第１図の説明では、説明を容易にする
ために、投影光学系の光軸方向をＺ方向、投影光
学系の光軸と垂直に交わる平面内で、図の左右方
向をＸ方向、図に対して垂直な方向をＹ方向とそ
れぞれ記す。
第１図において、１は半導体装置のためのパタ
ーンが描かれているレチクル、２はレチクル１上
のパターンを投影するためのレンズ光学系、３は
レンズ光学系２を支持する鏡筒、４は感光剤が表
面に塗布されたシリコンからなるウエハー、５は
座標原点７とウエハー４との間隔をセンスするた
めのギヤツプセンサーで、このギヤツプセンサー
５の出力に応じてウエハー４がＺ方向に移動さ
れ、自動的にレンズ光学系２のピント位置に合わ
せられる。本実施例ではギヤツプセンサー５とし
て、ノズルから一定の圧のエアーを物体に向けて
噴射した際の背圧の変化に応じてノズル端面と物
体との間隔を検出する所謂エアーマイクロを用い
ている。なお、レンズ光学系２は複数のレンズ成
分から構成されている。
ーンが描かれているレチクル、２はレチクル１上
のパターンを投影するためのレンズ光学系、３は
レンズ光学系２を支持する鏡筒、４は感光剤が表
面に塗布されたシリコンからなるウエハー、５は
座標原点７とウエハー４との間隔をセンスするた
めのギヤツプセンサーで、このギヤツプセンサー
５の出力に応じてウエハー４がＺ方向に移動さ
れ、自動的にレンズ光学系２のピント位置に合わ
せられる。本実施例ではギヤツプセンサー５とし
て、ノズルから一定の圧のエアーを物体に向けて
噴射した際の背圧の変化に応じてノズル端面と物
体との間隔を検出する所謂エアーマイクロを用い
ている。なお、レンズ光学系２は複数のレンズ成
分から構成されている。
２１は不図示の光源からの光でレクチル１を照
明するための照明光学系で、この光学系２１から
の光によつてレチクル１上の回路パターンはレン
ズ光学系２を介してウエハ４上に縮小されて焼付
けられる。２２はレチクル１とウエハ４のXY面
における位置ずれ状態を観察するためのアライメ
ントスコープ、２３はレチクル１を保持するレチ
クルステージ、２４はレンズ光学系２を鏡筒３を
介して支持する支持台、２８はウエハ４を保持す
るウエハステージで、ウエハ４のＺ方向の位置を
調整するための圧電素子２７とレンズ光学系２の
光軸（Ｚ軸）を中心としたθ方向の位置を調整す
るためのθ駆動装置（不図示）を有している。３
０はモータ、３１はウエハステージ２８を載置し
ているＸ−Ｙステージで、モータ３０の回転によ
りＸ方向の位置が調整されると共に、不図示のモ
ータの回転によりＹ方向の位置が調整される。３
２は装置全体を支持するための基礎定盤である。
明するための照明光学系で、この光学系２１から
の光によつてレチクル１上の回路パターンはレン
ズ光学系２を介してウエハ４上に縮小されて焼付
けられる。２２はレチクル１とウエハ４のXY面
における位置ずれ状態を観察するためのアライメ
ントスコープ、２３はレチクル１を保持するレチ
クルステージ、２４はレンズ光学系２を鏡筒３を
介して支持する支持台、２８はウエハ４を保持す
るウエハステージで、ウエハ４のＺ方向の位置を
調整するための圧電素子２７とレンズ光学系２の
光軸（Ｚ軸）を中心としたθ方向の位置を調整す
るためのθ駆動装置（不図示）を有している。３
０はモータ、３１はウエハステージ２８を載置し
ているＸ−Ｙステージで、モータ３０の回転によ
りＸ方向の位置が調整されると共に、不図示のモ
ータの回転によりＹ方向の位置が調整される。３
２は装置全体を支持するための基礎定盤である。
３３は一定周波数のレーザ光LBを発生するレ
ーザ光源、３４はビームスプリツタ（不図示）と
参照用反射鏡（不図示）で構成されている干渉
計、３５はＸ−Ｙステージ３１上に固着されてい
る測長用反射鏡、３６は干渉計３４を通過してく
るレーザ光の強度変化を検出するためのレシー
バ、３７はレシーバ３６、気圧センサ１１、湿度
センサ１３、温度センサ４０のそれぞれの出力に
基づいて反射鏡３５、即ちＸ−Ｙステージ３１の
Ｘ方向の移動距離を測定する測定器で、これらで
周知のレーザ精密測定システムを構成している。
なお、図示してはいないが、このレーザ精密測定
システムはＸ−Ｙステージ３１のＹ方向の移動距
離を測定するために、もう一組設けられている。
ーザ光源、３４はビームスプリツタ（不図示）と
参照用反射鏡（不図示）で構成されている干渉
計、３５はＸ−Ｙステージ３１上に固着されてい
る測長用反射鏡、３６は干渉計３４を通過してく
るレーザ光の強度変化を検出するためのレシー
バ、３７はレシーバ３６、気圧センサ１１、湿度
センサ１３、温度センサ４０のそれぞれの出力に
基づいて反射鏡３５、即ちＸ−Ｙステージ３１の
Ｘ方向の移動距離を測定する測定器で、これらで
周知のレーザ精密測定システムを構成している。
なお、図示してはいないが、このレーザ精密測定
システムはＸ−Ｙステージ３１のＹ方向の移動距
離を測定するために、もう一組設けられている。
ここでレーザ精密測定システムの原理を簡単に
説明する。レーザ光源３３からのレーザ光LBは
干渉計３４の一部を構成するビームスプリツタで
２つの光に分割され、一方は測長用反射鏡３５に
向うと共に、他方は干渉計３４の一部を構成する
参照用反射鏡へ向う。これらの光は各反射鏡で反
射された後、ビームスプリツタで重なり合うの
で、各反射光の位相差に応じて干渉が生じる。こ
の位相差は反射鏡３５がレーザ光LBの半波長分
移動するごとに360゜ずれるので、干渉計３４を通
過してくるレーザ光LBの強度は反射鏡３５がレ
ーザ光LBの半波長分移動するごとに強弱を繰り
返す。従つて、１回の強度変化で反射鏡３５のレ
ーザ光LBの半波長分の移動が判ることになり、
レーザ光LBの波長が正確に判つていれば、強度
変化の回数をレシーバ３６を介して計数すること
で、反射鏡３５の移動距離を測定することが可能
となる。なお、レーザ光LBの波長は真空中では
一定であるが、空気中では空気の屈折率の増加に
ともなつて減少し、この屈折率は気温、気圧、湿
度によつて変化する。従つて、本実施例では、レ
シーバ３６からの強度変化の回数とレーザ光LB
の半波長の積からＸ−Ｙステージ３１の移動距離
を測定器３７で求める際、測定器３７内に設定さ
れているレーザ光LBの半波長の値を気圧センサ
１１、湿度センサ１３、温度センサ４０でセンス
した基準値に対する気圧、湿度、温度の変化分に
応じて補正するようなしている。
説明する。レーザ光源３３からのレーザ光LBは
干渉計３４の一部を構成するビームスプリツタで
２つの光に分割され、一方は測長用反射鏡３５に
向うと共に、他方は干渉計３４の一部を構成する
参照用反射鏡へ向う。これらの光は各反射鏡で反
射された後、ビームスプリツタで重なり合うの
で、各反射光の位相差に応じて干渉が生じる。こ
の位相差は反射鏡３５がレーザ光LBの半波長分
移動するごとに360゜ずれるので、干渉計３４を通
過してくるレーザ光LBの強度は反射鏡３５がレ
ーザ光LBの半波長分移動するごとに強弱を繰り
返す。従つて、１回の強度変化で反射鏡３５のレ
ーザ光LBの半波長分の移動が判ることになり、
レーザ光LBの波長が正確に判つていれば、強度
変化の回数をレシーバ３６を介して計数すること
で、反射鏡３５の移動距離を測定することが可能
となる。なお、レーザ光LBの波長は真空中では
一定であるが、空気中では空気の屈折率の増加に
ともなつて減少し、この屈折率は気温、気圧、湿
度によつて変化する。従つて、本実施例では、レ
シーバ３６からの強度変化の回数とレーザ光LB
の半波長の積からＸ−Ｙステージ３１の移動距離
を測定器３７で求める際、測定器３７内に設定さ
れているレーザ光LBの半波長の値を気圧センサ
１１、湿度センサ１３、温度センサ４０でセンス
した基準値に対する気圧、湿度、温度の変化分に
応じて補正するようなしている。
４２はレチクルステージ２３と支持台２４の間
を略密閉状態に覆うカバーで、レンズ光学系２の
大部分はこのカバー４２で覆われた空間内に位置
している。４３はカバー４２で覆われた空間内の
温度を調整する温調ユニツトで、ダクト４４を介
してカバー４２内にカバー４２内の温度が所定の
値となるように冷却もしくは熱せられた空気を流
入する。温度センサ１２はこのカバー４２内の温
度をセンスする。４５は支持台２４と定盤３２の
間を略密閉状態に覆うカバーで、このカバー４５
で覆われた空間内にはレンズ光学系２の一部、ギ
ヤツプセンサ５、ウエハステージ２８、Ｘ−Ｙス
テージ３１、モータ３０、干渉計３４、測長用反
射鏡３５、温度センサ４０が少なくとも位置して
いる。４６はカバー４５内の温度を調整する空調
ユニツトで、空調ユニツト４３と同様にダクト４
７を介して冷却もしくは熱せられた空気をカバー
４５内に流入させる。
を略密閉状態に覆うカバーで、レンズ光学系２の
大部分はこのカバー４２で覆われた空間内に位置
している。４３はカバー４２で覆われた空間内の
温度を調整する温調ユニツトで、ダクト４４を介
してカバー４２内にカバー４２内の温度が所定の
値となるように冷却もしくは熱せられた空気を流
入する。温度センサ１２はこのカバー４２内の温
度をセンスする。４５は支持台２４と定盤３２の
間を略密閉状態に覆うカバーで、このカバー４５
で覆われた空間内にはレンズ光学系２の一部、ギ
ヤツプセンサ５、ウエハステージ２８、Ｘ−Ｙス
テージ３１、モータ３０、干渉計３４、測長用反
射鏡３５、温度センサ４０が少なくとも位置して
いる。４６はカバー４５内の温度を調整する空調
ユニツトで、空調ユニツト４３と同様にダクト４
７を介して冷却もしくは熱せられた空気をカバー
４５内に流入させる。
次に、第２図において、１５はその内部に設定
された各種のルーチンによつて本実施例の動作を
制御するマイクロプロセツサで、このマイクロプ
ロセツサ１５にはメインルーチン以外にメインル
ーチンからの指令に基づいて作動するＸ方向駆動
ルーチン、Ｙ方向駆動ルーチン、Ｚ方向駆動ルー
チン、補正量算出ルーチン等を有している。Ｘ方
向、Ｙ方向駆動ルーチンはウエハ４のXY面にお
ける位置をＸ−Ｙステージ３１を介して制御する
ためのものであり、Ｚ方向駆動ルーチンはウエハ
４のＺ方向の位置をウエハステージ２８を介して
制御するためのものである。また、補正量算出ル
ーチンは、外部操作可能な基準情報設定器５０に
設定された基準気圧P0、基準温度T02、基準湿度
H0のそれぞれに応じた信号と、気圧センサ１１、
温度センサ１２、湿度センサ１３でセンサされた
環境気圧Ｐ、環境温度T2、環境湿度Ｈのそれぞ
れに応じた信号を入力し、これに基づいて環境条
件の変化によつて生じるピント誤差と倍率誤差を
補正するためのＺ駆動補正量ΔZdと温度補正量
ΔT2を算出する。なお、第１図の装置は環境気圧
Ｐ、環境温度T2、環境湿度Ｈがそれぞれ基準気
圧P0、基準温度T02、基準湿度H0に一致している
時、レンズ光学系２のピント位置がギヤツプセン
サ５の座標原点７（第１図参照）と一致すると共
に、レンズ光学系２によつてウエハ４上に投影さ
れたレチクル１のパターンの倍率が所望の倍率、
例えば1/5倍となるように設定されている。また、
設定器５０に設定される基準温度T01はカバー４
５内の環境温度T1を指定するために用いられる。
された各種のルーチンによつて本実施例の動作を
制御するマイクロプロセツサで、このマイクロプ
ロセツサ１５にはメインルーチン以外にメインル
ーチンからの指令に基づいて作動するＸ方向駆動
ルーチン、Ｙ方向駆動ルーチン、Ｚ方向駆動ルー
チン、補正量算出ルーチン等を有している。Ｘ方
向、Ｙ方向駆動ルーチンはウエハ４のXY面にお
ける位置をＸ−Ｙステージ３１を介して制御する
ためのものであり、Ｚ方向駆動ルーチンはウエハ
４のＺ方向の位置をウエハステージ２８を介して
制御するためのものである。また、補正量算出ル
ーチンは、外部操作可能な基準情報設定器５０に
設定された基準気圧P0、基準温度T02、基準湿度
H0のそれぞれに応じた信号と、気圧センサ１１、
温度センサ１２、湿度センサ１３でセンサされた
環境気圧Ｐ、環境温度T2、環境湿度Ｈのそれぞ
れに応じた信号を入力し、これに基づいて環境条
件の変化によつて生じるピント誤差と倍率誤差を
補正するためのＺ駆動補正量ΔZdと温度補正量
ΔT2を算出する。なお、第１図の装置は環境気圧
Ｐ、環境温度T2、環境湿度Ｈがそれぞれ基準気
圧P0、基準温度T02、基準湿度H0に一致している
時、レンズ光学系２のピント位置がギヤツプセン
サ５の座標原点７（第１図参照）と一致すると共
に、レンズ光学系２によつてウエハ４上に投影さ
れたレチクル１のパターンの倍率が所望の倍率、
例えば1/5倍となるように設定されている。また、
設定器５０に設定される基準温度T01はカバー４
５内の環境温度T1を指定するために用いられる。
マイクロプロセツサ１５の補正量算出ルーチン
において、Ｚ駆動補正量△Zdは環境条件の基準
条件に対する変化量をそれぞれ△Ｔ、△Ｐ、△Ｈ
として、 △Zd＝K1・△Ｔ＋K2・△Ｐ＋K3・△Ｈ ……(3) △Ｔ＝T2−T02 △Ｐ＝Ｐ−P0 △Ｈ＝Ｈ−H0 で求められる。ここで、K1、K2、K3は定数で、
ギヤツプセンサー５がエアマイクロである場合に
は、環境の変化に応じた光学性能の変化とギヤツ
プセンサ５の出力の変化を考慮して決定される。
定数K1、K2、K3は、計算により求めても良い
が、実験で求めるのがより実際的である。なお、
上式では△Ｐ、△Ｔ、△Ｈの１次式により△Zd
を求めるようにしているが、理論的には２次以上
の高次の項の影響も考えられる。しかし、△Ｐ、
△Ｔ、△Ｈの値が実際には小さいので、１次式で
も充分である。
において、Ｚ駆動補正量△Zdは環境条件の基準
条件に対する変化量をそれぞれ△Ｔ、△Ｐ、△Ｈ
として、 △Zd＝K1・△Ｔ＋K2・△Ｐ＋K3・△Ｈ ……(3) △Ｔ＝T2−T02 △Ｐ＝Ｐ−P0 △Ｈ＝Ｈ−H0 で求められる。ここで、K1、K2、K3は定数で、
ギヤツプセンサー５がエアマイクロである場合に
は、環境の変化に応じた光学性能の変化とギヤツ
プセンサ５の出力の変化を考慮して決定される。
定数K1、K2、K3は、計算により求めても良い
が、実験で求めるのがより実際的である。なお、
上式では△Ｐ、△Ｔ、△Ｈの１次式により△Zd
を求めるようにしているが、理論的には２次以上
の高次の項の影響も考えられる。しかし、△Ｐ、
△Ｔ、△Ｈの値が実際には小さいので、１次式で
も充分である。
また、環境条件の変化に応じた投影倍率の変化
量、即ち倍率誤差△βは、前述の△Zdの場合と
同様に△Ｔ、△Ｐ、△Ｈを用いて、 △β＝k1・△Ｔ＋k2・△Ｐ＋k3・△Ｈ ……(4) で与えられるので、環境に変化が生じても投影倍
率を常に一定とするためには、常に △β＝k1・△Ｔ＋k2・△Ｐ＋k3・△Ｈ＝０ が成り立てば良い。従つて、補正量算出ルーチン
は温度補正量△Tdを △Td＝−k2／k1・△Ｐ−k3／k1・△Ｈ ＝k4・△Ｐ＋k5・△Ｈ ……(5) k4＝−k2／k1、k5＝−k3／k1 と算出する。ここで、k1、k2、k3は環境の変化に
応じた光学性能の変化によつて決定される定数
で、定数k1、k2、k3と同様に実験で求めるのが良
い。
量、即ち倍率誤差△βは、前述の△Zdの場合と
同様に△Ｔ、△Ｐ、△Ｈを用いて、 △β＝k1・△Ｔ＋k2・△Ｐ＋k3・△Ｈ ……(4) で与えられるので、環境に変化が生じても投影倍
率を常に一定とするためには、常に △β＝k1・△Ｔ＋k2・△Ｐ＋k3・△Ｈ＝０ が成り立てば良い。従つて、補正量算出ルーチン
は温度補正量△Tdを △Td＝−k2／k1・△Ｐ−k3／k1・△Ｈ ＝k4・△Ｐ＋k5・△Ｈ ……(5) k4＝−k2／k1、k5＝−k3／k1 と算出する。ここで、k1、k2、k3は環境の変化に
応じた光学性能の変化によつて決定される定数
で、定数k1、k2、k3と同様に実験で求めるのが良
い。
補正量算出ルーチンで求められたＺ駆動補正量
△ZdをＺ方向駆動ルーチンに与える。これによ
りＺ方向駆動ルーチンはギヤツプセンサ５の座標
原点７（第１図参照）からＺ方向に△Zdだけず
れた位置を示す指令値を出力する。一方、ギヤツ
プセンサ５は座標原点７からウエハ４の表面まで
の距離Zsを示す信号をマイクロプロセツサ１５
に与えている。マイクロプロセツサ１５はＺ方向
駆動ルーチンからの補正量△Zdとギヤツプセン
サ５からの距離Zsとの差をＺ駆動制御部２６に
与える。Ｚ駆動制御部２６はこの差に応じてウエ
ハ４の移動量Zdを示す信号を圧電素子２７に与
え、ウエハステージ２８上のウエハ４をZdだけ
移動させる。この動作によりギヤツプセンサ５で
検出されている座標原点７からウエハ４の表面ま
での距離ZSが補正量△Zdに等しくなり、差が零
となつたところでＺ駆動制御部２６はウエハ４の
Ｚ方向の移動を停止する。これでウエハ４の表面
は現在のカバー４２内の環境気温T2、環境気圧
Ｐ、環境湿度Ｈによつて決定されているレンズ光
学系２のピント位置に正確に合わされたことにな
る。Ｚ駆動制御部２６、圧電素子２７、ウエハス
テージ２８でＺ駆動装置１６を構成している。
△ZdをＺ方向駆動ルーチンに与える。これによ
りＺ方向駆動ルーチンはギヤツプセンサ５の座標
原点７（第１図参照）からＺ方向に△Zdだけず
れた位置を示す指令値を出力する。一方、ギヤツ
プセンサ５は座標原点７からウエハ４の表面まで
の距離Zsを示す信号をマイクロプロセツサ１５
に与えている。マイクロプロセツサ１５はＺ方向
駆動ルーチンからの補正量△Zdとギヤツプセン
サ５からの距離Zsとの差をＺ駆動制御部２６に
与える。Ｚ駆動制御部２６はこの差に応じてウエ
ハ４の移動量Zdを示す信号を圧電素子２７に与
え、ウエハステージ２８上のウエハ４をZdだけ
移動させる。この動作によりギヤツプセンサ５で
検出されている座標原点７からウエハ４の表面ま
での距離ZSが補正量△Zdに等しくなり、差が零
となつたところでＺ駆動制御部２６はウエハ４の
Ｚ方向の移動を停止する。これでウエハ４の表面
は現在のカバー４２内の環境気温T2、環境気圧
Ｐ、環境湿度Ｈによつて決定されているレンズ光
学系２のピント位置に正確に合わされたことにな
る。Ｚ駆動制御部２６、圧電素子２７、ウエハス
テージ２８でＺ駆動装置１６を構成している。
一方、補正量算出ルーチンで求められた温度補
正量△Zdはマイクロプロセツサ１５内で設定器
５０に設定されている基準温度T02に加算され、
指令温度Td（＝T02＋△Td）としてマイクロプロ
セツサ１５から減算器５１へ出力される。減算器
５１は温度センサ１２でセンスしているカバー４
２内の環境温度T2と指令温度Tdの差を演算し、
この差を空調制御部５２へ与える。空調制御部５
２はこの差に基づいて空調装置５３を制御し、環
境温度T2と指令温度Tdとの差が零となるよう
に、ダクト４４を介してカバー４２内に流入され
る空気を冷却もしくは熱する。この動作によりカ
バー４２内の温度T2は指令温度Tdに等しくなる
ので、環境気圧Ｐ、環境湿度Ｈの変化に応じたレ
ンズ光学系の倍率誤差は補正される。減算器５
１、空調制御部５２、空調装置５３で空調ユニツ
ト４３が構成されている。
正量△Zdはマイクロプロセツサ１５内で設定器
５０に設定されている基準温度T02に加算され、
指令温度Td（＝T02＋△Td）としてマイクロプロ
セツサ１５から減算器５１へ出力される。減算器
５１は温度センサ１２でセンスしているカバー４
２内の環境温度T2と指令温度Tdの差を演算し、
この差を空調制御部５２へ与える。空調制御部５
２はこの差に基づいて空調装置５３を制御し、環
境温度T2と指令温度Tdとの差が零となるよう
に、ダクト４４を介してカバー４２内に流入され
る空気を冷却もしくは熱する。この動作によりカ
バー４２内の温度T2は指令温度Tdに等しくなる
ので、環境気圧Ｐ、環境湿度Ｈの変化に応じたレ
ンズ光学系の倍率誤差は補正される。減算器５
１、空調制御部５２、空調装置５３で空調ユニツ
ト４３が構成されている。
この状態で本実施例はレチクル１上の回路パタ
ーンをレンズ光学系２を介してウエハ４上に投影
して焼付ける動作を行なうが、この焼付け動作は
ウエハ４をＸ−Ｙステージ３１を介してステツプ
的に移動させながら繰り返し行なわれる。マイク
ロプロセツサ１５のＸ方向駆動ルーチン、Ｙ方向
駆動ルーチンは焼付け動作と交互に繰り返えされ
るウエハ４のステツプ移動を制御するために設け
られている。なお、Ｘ方向駆動ルーチンに基づい
てウエハ４をＸ方向にステツプ駆動する構成と、
Ｙ方向駆動ルーチンに基づいてウエハ４をＹ方向
にステツプ駆動する構成は同一なので、以下の説
明ではＸ方向駆動ルーチンに関連する部分のみを
説明する。
ーンをレンズ光学系２を介してウエハ４上に投影
して焼付ける動作を行なうが、この焼付け動作は
ウエハ４をＸ−Ｙステージ３１を介してステツプ
的に移動させながら繰り返し行なわれる。マイク
ロプロセツサ１５のＸ方向駆動ルーチン、Ｙ方向
駆動ルーチンは焼付け動作と交互に繰り返えされ
るウエハ４のステツプ移動を制御するために設け
られている。なお、Ｘ方向駆動ルーチンに基づい
てウエハ４をＸ方向にステツプ駆動する構成と、
Ｙ方向駆動ルーチンに基づいてウエハ４をＹ方向
にステツプ駆動する構成は同一なので、以下の説
明ではＸ方向駆動ルーチンに関連する部分のみを
説明する。
ウエハ４の所定部分への焼付けが終了すると、
Ｘ方向駆動ルーチンはウエハ４上の他の部分をレ
ンズ光学系２の投影領域に位置させるための移動
量を指示する。マイクロプロセツサ１５はこの指
示移動量と測定器３７からのＸ−Ｙステージ３１
の実際の移動量との差を演算し、これをＸ駆動制
御部２９へ出力する。Ｘ駆動制御部２９はこの差
に基づいて必要な移動量Xdを求め、このXdに応
じた信号でモータ３０の駆動を制御し、Ｘ−Ｙス
テージ３１を介してウエハ４をＸ方向に移動させ
る。Ｘ−Ｙステージ３１がＸ方向に移動すると、
Ｘ−Ｙステージ３１上の反射鏡３５が光源３３か
らのレーザ光LBの半波長分移動するごとに、干
渉計３４で干渉が生じ、レシーバ３６の入射光の
強度が変化する。この強度変化が生じるたびにレ
シーバ３６は検出信号Xrを測定器３７に出力し、
測定器３７はこの強度変化の回数と測定器３７内
にレーザ光LBの半波長分の長さとして設定され
ている値との積を移動量XSとして出力する。こ
の動作は測定器３７からの移動量XSがＸ方向移
動ルーチンからの設定移動量に等しくなつて、Ｘ
駆動制御部２９の出力Xdが零となるまで行なわ
れる。
Ｘ方向駆動ルーチンはウエハ４上の他の部分をレ
ンズ光学系２の投影領域に位置させるための移動
量を指示する。マイクロプロセツサ１５はこの指
示移動量と測定器３７からのＸ−Ｙステージ３１
の実際の移動量との差を演算し、これをＸ駆動制
御部２９へ出力する。Ｘ駆動制御部２９はこの差
に基づいて必要な移動量Xdを求め、このXdに応
じた信号でモータ３０の駆動を制御し、Ｘ−Ｙス
テージ３１を介してウエハ４をＸ方向に移動させ
る。Ｘ−Ｙステージ３１がＸ方向に移動すると、
Ｘ−Ｙステージ３１上の反射鏡３５が光源３３か
らのレーザ光LBの半波長分移動するごとに、干
渉計３４で干渉が生じ、レシーバ３６の入射光の
強度が変化する。この強度変化が生じるたびにレ
シーバ３６は検出信号Xrを測定器３７に出力し、
測定器３７はこの強度変化の回数と測定器３７内
にレーザ光LBの半波長分の長さとして設定され
ている値との積を移動量XSとして出力する。こ
の動作は測定器３７からの移動量XSがＸ方向移
動ルーチンからの設定移動量に等しくなつて、Ｘ
駆動制御部２９の出力Xdが零となるまで行なわ
れる。
ところで、レーザ光LBの波長は前述した如く
環境条件によつて空気の屈折率が変化すると変わ
るので、測定器３７にはその内部に設定されてい
るレーザ光LBの半波長としての値を補正するた
めに温度センサ４０からカバー４５内の環境温度
T1、気圧センサ１１から環境気圧Ｐ、湿度セン
サ１３から環境湿度Ｈの各情報が入力されてい
る。なお、この各センサ４０，１１，１３からの
環境条件はＹ方向駆動ルーチンに対応する測定器
（不図示）にも入力されている。
環境条件によつて空気の屈折率が変化すると変わ
るので、測定器３７にはその内部に設定されてい
るレーザ光LBの半波長としての値を補正するた
めに温度センサ４０からカバー４５内の環境温度
T1、気圧センサ１１から環境気圧Ｐ、湿度セン
サ１３から環境湿度Ｈの各情報が入力されてい
る。なお、この各センサ４０，１１，１３からの
環境条件はＹ方向駆動ルーチンに対応する測定器
（不図示）にも入力されている。
また、温度センサ４０でセンサされたカバー４
５内の環境温度T1に応じた信号TS1は減算器５４
に入力される。減算器５４はこの環境温度T1と
設定器５０に設定されている基準温度T01との差
を演算する。空調制御部５５はこの差に基づいて
空調装置５６を制御し、ダクト４７を介してカバ
ー４５内に流入される空気を冷却もしくは熱し、
カバー４５内の環境温度T1を基準温度T01に等し
くする。減算器５４、空調制御部５５、空調装置
５６で空調ユニツト４６を構成している。この実
施例において、PS、TS2、HS、TS1は各センサ１
１，１２，１３，４０の検出信号を示す。
５内の環境温度T1に応じた信号TS1は減算器５４
に入力される。減算器５４はこの環境温度T1と
設定器５０に設定されている基準温度T01との差
を演算する。空調制御部５５はこの差に基づいて
空調装置５６を制御し、ダクト４７を介してカバ
ー４５内に流入される空気を冷却もしくは熱し、
カバー４５内の環境温度T1を基準温度T01に等し
くする。減算器５４、空調制御部５５、空調装置
５６で空調ユニツト４６を構成している。この実
施例において、PS、TS2、HS、TS1は各センサ１
１，１２，１３，４０の検出信号を示す。
なお、本発明は前述の実施例に限定されること
なく適宜変形して実施することができる。例え
ば、前記実施例ではギヤツプセンサとしてエアー
マイクロを用いているが、これは非接触式電気マ
イクロメータを用いてもよく、あるいは、レーザ
光の走査またはテレビの映像処理による方法等光
学的な検出方法を用いた装置でもよい。また、前
記実施例では所定の演算式を用いてＺ駆動補正量
△Zdと温度補正量△Tdを求めるようにしている
が、気圧、温度、湿度等の環境条件に対応する各
補正量を予めメモリに記憶させておき、環境条件
情報を用いて各補正量を読み出すようにしてもよ
い。
なく適宜変形して実施することができる。例え
ば、前記実施例ではギヤツプセンサとしてエアー
マイクロを用いているが、これは非接触式電気マ
イクロメータを用いてもよく、あるいは、レーザ
光の走査またはテレビの映像処理による方法等光
学的な検出方法を用いた装置でもよい。また、前
記実施例では所定の演算式を用いてＺ駆動補正量
△Zdと温度補正量△Tdを求めるようにしている
が、気圧、温度、湿度等の環境条件に対応する各
補正量を予めメモリに記憶させておき、環境条件
情報を用いて各補正量を読み出すようにしてもよ
い。
また、上述においては、本発明を半導体焼付装
置に適用する場合について説明しているが、本発
明は、ホログラム作成装置や複写機等、他のパタ
ーン転写装置に対しても適用することができるこ
とは勿論である。
置に適用する場合について説明しているが、本発
明は、ホログラム作成装置や複写機等、他のパタ
ーン転写装置に対しても適用することができるこ
とは勿論である。
（効果）
以上のごとく、本発明によれば、湿度の変化を
検出し、この検出結果に基づいて投影レンズ系を
収納した空間の温調を行なつてパターン投影倍率
を補正するよう装置を構成しているため、周囲の
湿度の変化に係わらず、常にほぼ一定の投影倍率
でパターンの投影が行なえるという効果が有る。
検出し、この検出結果に基づいて投影レンズ系を
収納した空間の温調を行なつてパターン投影倍率
を補正するよう装置を構成しているため、周囲の
湿度の変化に係わらず、常にほぼ一定の投影倍率
でパターンの投影が行なえるという効果が有る。
第１図は本発明の投影装置の一実施例を示す
図、第２図は本実施例の制御系の一例を示す図で
ある。 １……レクチル、２……レンズ光学系、４……
ウエハ、５……ギヤツプセンサ、１１……気圧セ
ンサ、１２……温度センサ、１３……湿度セン
サ、１５……マイクロプロセツサ、４０……温度
センサ、４３，４６……空調ユニツト。
図、第２図は本実施例の制御系の一例を示す図で
ある。 １……レクチル、２……レンズ光学系、４……
ウエハ、５……ギヤツプセンサ、１１……気圧セ
ンサ、１２……温度センサ、１３……湿度セン
サ、１５……マイクロプロセツサ、４０……温度
センサ、４３，４６……空調ユニツト。
Claims (1)
- １ 第１物体を照明する照明手段と、該第１物体
のパターンを第２物体上に投影する投影レンズ系
と、該投影レンズ系による上記パターンの投影倍
率を調整する倍率調整手段とを有する投影装置に
おいて、上記倍率調整手段が上記投影レンズ系を
収納した空間の温度を調整する温度調整手段を備
え、更に、湿度の変化を検出する湿度検出手段を
有し、該湿度検出手段からの湿度に応じた信号に
基づいて、上記湿度の変化に伴い生じる上記投影
倍率の変化を補正するよう上記温度調整手段によ
り上記空間の温度を調整することを特徴とする投
影装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59258562A JPS61136227A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 投影装置 |
| DE19843447488 DE3447488A1 (de) | 1984-10-19 | 1984-12-27 | Projektionseinrichtung |
| FR848419987A FR2572197B1 (fr) | 1984-10-19 | 1984-12-28 | Appareil de projection |
| GB8432820A GB2166879B (en) | 1984-10-19 | 1984-12-31 | A projection apparatus |
| US07/220,440 US4998821A (en) | 1984-10-19 | 1988-07-13 | Projection apparatus |
| FR888816238A FR2623304B1 (fr) | 1984-10-19 | 1988-12-09 | Appareil pour projeter par un systeme optique un dessin porte par un premier objet sur un second objet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59258562A JPS61136227A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 投影装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61136227A JPS61136227A (ja) | 1986-06-24 |
| JPH0320062B2 true JPH0320062B2 (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=17321954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59258562A Granted JPS61136227A (ja) | 1984-10-19 | 1984-12-07 | 投影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61136227A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2821795B2 (ja) * | 1990-05-17 | 1998-11-05 | キヤノン株式会社 | 半導体露光装置 |
| 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 |
| WO2000048237A1 (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-17 | Nikon Corporation | Exposure method and apparatus |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60159748A (ja) * | 1984-01-30 | 1985-08-21 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 投影露光装置 |
| JPS60261137A (ja) * | 1984-06-08 | 1985-12-24 | Hitachi Ltd | 投影露光方法及びその装置 |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP59258562A patent/JPS61136227A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61136227A (ja) | 1986-06-24 |
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