JPH0371007A - エアマイクロ検出制御方法および制御機構 - Google Patents

エアマイクロ検出制御方法および制御機構

Info

Publication number
JPH0371007A
JPH0371007A JP1206776A JP20677689A JPH0371007A JP H0371007 A JPH0371007 A JP H0371007A JP 1206776 A JP1206776 A JP 1206776A JP 20677689 A JP20677689 A JP 20677689A JP H0371007 A JPH0371007 A JP H0371007A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
detector
reference device
area ratio
effective area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1206776A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Kawamura
河村 喜雄
Toshishige Kurosaki
利栄 黒崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1206776A priority Critical patent/JPH0371007A/ja
Publication of JPH0371007A publication Critical patent/JPH0371007A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非接触でかつ高精度な位置制御を必要とする
分野、特に、超LSiで代表される半導体の製造装置で
ある露光装置や検査装置の分野に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体製造用の装置として特公昭55−]8043号も 公報に記載のように、回路パターンの原画の縮小投影レ
ンズでウェハ上に、115ないし1/10に縮小して露
光転写する縮小投影露光装置がある。
LSIパターンの微細化に対応する縮小投影レンズは、
解像度を高めるため、開口数NAを大きくしたり、短波
長化が図られている。従って、(焦点深度)o+:(波
長)/(NA)2で表されるように、縮小投影レンズの
焦点深度が小さくなる。例えば、1−μmのライン&ス
ペースのパターンを解像する(2) ための焦点深度は±1μm程度であり、高精度な焦点合
わせ技術が必要となる。高精度な焦点合わせ手段として
は、特許1133483  (1983,1)し に記載のように、縮小投影レンズ絆ウェハとの間にエア
マイクロ方式の検出器を設けて、非接触でウェハ面を縮
小投影レンズの結像焦点位置に位置決めする位置制御機
構がある。
一方、近年は工μm以下のパターンを転写可能な高解像
度な縮小投影レンズが開発されている。
それにともなって、レンズ周辺の大気の屈折率の変動に
よる投影光学系の光軸方向における焦点位置が変動する
問題が顕在化してきた。大気圧の関数である屈折率は、
高気圧、低気圧2台風などの天候等に依存したり、装置
の設置されたクリーンルーム余圧の変動の影響を受ける
。その結果、焦点位置が変動して所望の解像力や縮小倍
率が得られない問題が生じてきた。
また、高解像度な縮小投影レンズは雰囲気の温度や、投
影露光光の照射エネルギーの縮小投影レンズへの蓄積量
に応じた温度の変化の影響を受け(3) て、レンズ系の熱変形が生じて焦点位置が変動して、所
望の解像力や縮小倍率が得られない問題が生じてきた。
これらの大気圧の変化による焦点変動や温度変化による
焦点変動の補正方法として、特開昭61183928号
公報に記載のように大気の圧力を検出する圧力センサや
温度センサを設けて、圧力や温度の変動を求めて、ウェ
ハ面位置を検出している手段にオフセットを加えて、焦
点位置を補正する方法がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は大気の圧力を絶対圧で検出するセンサや
高感度な温度センサを必要としており。
これらのセンサ等の電気的ドリフトに伴う誤差の発生を
配慮しておらず、光学系の焦点位置を絶対位置精度で長
期間保障する上で問題があった。また、あらかじめ求め
た換算式にもとすいて、電気的なオフセットとして印加
するので、回路系の電気的なドリフト等によるゲイン安
定精度に焦点位置補正オフセット量が依存して変動して
しまうと(4) いう問題もあった。
さらに、絶対的な圧力を高精度に求めるための別の方法
として、レーザ光の干渉等を利゛用することも行われて
いるがこの場合には圧力測定系が非常に高価になるとい
う問題点を有している。
本発明は大気の絶対圧力を検出することなく、しかも、
電圧的なドリフト等を生じることなく、高精度に大気の
圧力変動による焦点位置誤差の補正を容易に達成する方
法と、大気の圧力変動に伴う焦点位置の補正を行う手段
と、それを用いた露光装置や検査装置を提供することを
目的としている。さらに、温度変化に対しての焦点位置
補正方法とその手段の提供も可能とする。また、大気圧
の変動に起因する縮小□倍率の補正方法とその手段の提
供も可能としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、エアマイクロ方式の検出器
を有して、非接触で試料面を所望の位置に位置決めする
光軸方向の位置制御機構において、試料位置を測長する
エアマイクロ方式の検出器と、(5) 基準を設定するエアマイクロ方式の参照器の、それぞれ
の入り口絞りと出口絞りの有効面積比を互いに異なる値
に設定する。
〔作用〕
2種類のエアマイクロ方式の検出器と参照器の各絞りの
有効面積比を異ならせることによって、それぞれの感度
特性を異ならせることができ、検出器の参照器とからの
吹き出す雰囲気の圧力が変化するのに応じて、検出圧力
と参照圧力とが異なってくる。従って、検出圧力と参照
圧力とが釣合うようにゼロ前払で制御すれば、試料面を
大気圧に見合った位置に整定できる。
また参照器の絞り部に温度におおじで形状の変化する合
金等を用いて、温度変化に応じて所定量だけ有効面積比
を変化させて、検出器の検出圧力と参照器の参照圧力と
が釣合うようにゼロ前払で制御すれば、試料面を温度変
化に見合った位置に整定できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図により説明する。
(6) 第1図は2種類のエアマイクロ方式の検出器を有した位
置制御機構の概略図で、特許1133483号公報や、
文献(河村著、縮小投影露光装置用の出口径の大きいエ
アマイクロ式位置保持機構の開発。
精密工学会誌、 55 、1 、  (1,989)第
81真86頁)に記載されたものと基本的な構成が同し
であるが、エアマイクロ方式の検出器や参照器の絞り弁
の有効面積の設定条件や位置制御の方法が以下に述べる
ように異なっている。
露光装置上の縮小投影レンズ下端のエアマイクロ方式の
検出器2でウェハ/の表面までの位置を測定し、2ステ
ージ4を制御してウェハ面が焦点位置になるように位「
を決めする。Zステージ4は、駆動モータ8に直結した
送りねじの水平方向の動きを駆動くさび縮小して上下方
向に伝える。エアマイクロ方式の参照器7は縮小投影光
学系の焦点位置に対応した基準位置を設定する。供給エ
ア15は調圧弁14やフィルター−3を経由して、定の
仇給源圧P s uで検出器2と参照器7とにイJ(給
される。検出器2とウェハ3との間隙量2に見(7) 合った検出圧力Pnと参照器7からの基準に見合った参
照圧力IF cが差圧変換器6に導かれる。両者の差圧
(Pc−Pn、)に応じた出力epは加算回路12とア
ンプ11を経てZステージ4の駆動電圧となる6Zステ
ージは出力ep=O1即ちP c = P nとなるよ
うにゼロ前払で比例制御される。アンプ10は速度フィ
ードバックのための増幅回路である。
検出器2の絞り径d工からなる入り[コ絞りの有効面積
をA12口径d2と間隔Zからなる出口絞りの有効面積
をA o 、参照器7の絞り径d8からなる入り口絞り
の有効面積をBl2口径d4からなる出口絞りの有効面
積をBOとする。ここで、有効面積とは流量係数を考慮
した実効的な面積を示す。
第2図はエアマイクロ検出器の特性曲線の1例である(
参照文献:工業計測技術体系編集委員会:変位厚さ測定
7日刊工業新聞社、(1965)。
第295頁)。横軸は検出器と参照器の、入り口絞りと
出口絞りの有効面積比Ao/Aj、Bo/(8) B1である。縦軸は検出圧T)■】と参照圧Pcを絶対
圧表示したものである。パラメータとして供給源圧P 
s uと雰囲気圧1.’ a tとの差圧からなる供給
圧Ps  (=Psu−Pat)(絶対圧表示)を■’
ss、P82.Pi11・・ と示した。各校りの有効
面積は Aj=α工・π・dt2/4        ・・・(
1)Ao=a2・x ・dz・z        −(
2)Bi−α3・π・d、 a”/ 4       
 ・(3)B o = α4 ・x−da2/ j  
      ・−(4)但し、α1〜α4は各校りにお
ける流量係数、2は検出器とウェハとの間隙fJ、zで
ある。出口絞りの有効面積の微小変化分と圧力の微小変
化分をΔ表示すると、検出器や参照器の感度は特性曲線
の勾配ΔP n、 /ΔA o 、ΔP c /Δ)3
 oで表せる。
供給源圧Psuは近年開発されてきている品積度な圧力
調整器で0.2%以下の精度で一定に保化 てる。従って、雰囲気圧Pttが変化するとその分だけ
供給圧Psが変化することになる。雰囲気圧の代表であ
る大気圧は、台風などの低気圧など(9) で知られるように、通常±1.O%程度の変化が生じる
従来のエアマイクロ方式の検出器では、供給源圧や大気
圧変動が生じたとき、検出器の感度特性(Bo/Bi)
と改定されている。これに対して、本発明の特徴は、検
出器と参照器の有効面積比を異ならせ、(Ao/Ai)
≠(Bo/Bj)とするところにある。
第2図に示すように、 (Ao/Ai)< (B 。
/B1)とした場合を用いて、本発明の特徴を述べる。
大気圧P a tが変化して、その結果、供給圧力がP
szからPS2に変化すると、検出器と参照器の圧力P
n、Pcはそれぞれ圧力p、Pxだけ減少する。この圧
力Pt、Pzは特性上pl>p2どなる。その相対差(
I)、−P2)の大きさは、第3図に示すように検出器
と参照器の有効面積比の差の違いに依存する。第4図は
検出器と参照器の有効面積比の差と検出器のオフセット
出力との関(10) 係を大気圧の変化量をパラメータとして示した一例であ
る。検出器と参照器の有効面積比が等しいときには検出
器からのオフセット圧力値はゼロとなり、この点を境に
有効面積比の違いに応してオフセット圧力値が変化する
ことが認められる。
第5図は検出器と参照器の有効面積比の差をパラメータ
として、大気圧変動値に対する、検出器とウェハとの間
隙の補正量との関係を示したものである。パラメー・夕
として検出器と参照器の有効面積比(Bo/Bi)/ 
(Ao/Ai)を変化させた一例である。大気圧が0 
、1. kg / cnYだけ変化した時に、各絞りの
有効面積比を2と設定した場合に補正可能な試料台の補
正量を点線で示した。
オフセット圧力値を適切に増幅することで、本発明例で
は20μmの補正ができた。
一方、気体の屈折率が気体の圧力の関数で有り、高精度
で高解像度な縮小投影レンズの焦点距離やその縮小倍率
が雰囲気圧力の変化に応じて変わることが知られている
。その変化は定量化もされているので、大気圧の変化に
対する縮小投影レンズ(11) の焦点距離やその縮小倍率の必要な補正量が予測できる
。従って、第5図に示すような特性線図をあらかじめ描
いておけば、用いる検出器や参照器の最適な有効面積比
を設定できる。なお、検出器や参照器の最適な有効面積
比の調整は、式(1)〜(4)から明らかなように、絞
り径dz、 da。
d4等を調整することが機構上容易である。
以上述べたように、本発明によれば検出器と参照器の最
適な有効面積比(≠1)を求めて設定することで、特別
な圧力センサや演算処理機構なしに、常に、大気圧の変
化に対応じて、試料であるウェハ面の位置を補正できる
一方、雰囲気の温度や、投影露光光の照射エネルギの縮
小投影レンズへの蓄積量に応じた温度の変化の影響を受
けて変化する焦点位置の変動を補正するためには、参照
器の絞り機構を、温度依存性の大きい合金や樹脂、形状
記憶合金やバイメタルなどで構成することで、温度変化
に対する補正量の関係が所定値となるよう自動的に調整
出来る。
特に、露光光の照射エネルギの蓄積に対しては、(12
) 露光のタイミングに応じて所定量だけ発熱する熱源を、
温度依存性の有る参照器の絞りの近傍に設けることによ
り対処できる。
また、本発明は縮小倍率の補正にも用いることが出来る
。縮小倍率の補正方法としては特開昭58202449
号公報に示したように、縮小投影レンズ変化の度合いが
分かるので、縮小投影レンズの光軸方向の位置制御手段
として、本発明で述べてきた方式のエアマイクロ検出器
を別に設けて、参照器との絞りの有効面積比を最適に設
定しておくことにより縮小倍率の自動補正が可能である
なお、焦点位置制御用のエアマイクロ検出器と縮小倍率
制御用のエアマイクロ検出器との有効面積比を1つの参
照器に対して、独立に設定することも可能であり、また
、参照器を別々に有することも可能である。
なお、検出器を2種類以上有して焦点位置と縮小倍率の
補正を同時に制御することを特徴とする(13) 露光装置や、可視光以外の検査測定に際しての焦点位置
や縮小倍率を補正することを特徴とする検査装置へ適用
することも容易に考えられる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、雰囲気の圧力や温度の変化によって変
動する縮小投影レンズの焦点位置の補正が特別なセンサ
なしに自動的に行えるため、微細なパターンを必要とす
る超LSIの製造用の高精度な、長期間に渡って安定な
縮小投影露光装置を提供することが可能となる。また1
本発明は光学的な寸法測定器や可視光以外の光線や磁気
などを利用した装置にも適用できる。
有効面積比と補正出力の関係を示す図、第5図は大気圧
変動に対する焦点位置補正効果を宗す特性線図である。
1・・・露光装置、2・・・検出器、3・・・ウェハ、
4・・・2(14) ステージ、 5・・・試料台、 6・・差圧変換器、 7・ 参 熱器。
(15) 第 2 区 θ / 牽にす廟交力面4責叱  4D/4.26作藁 渠 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、供給空気源を同一に共有するエアマイクロ方式の検
    出器とエアマイクロ方式の参照器とにおいて、該検出器
    の入り口絞りと被制御物に対向した出口絞りとの有効面
    積比である第1の比と、該参照器の入り口絞りと出口絞
    りの有効面積比である第2の比とを、互いに異なった所
    定値に設定し、雰囲気圧の変化に応じて、該検出器の出
    口と被制御物との相対距離を変化させるように制御する
    ことを特徴とするエアマイクロ検出制御方法。 2、供給空気源を同一にするエアマイクロ方式の検出器
    とエアマイクロ方式の参照器を有した位置制御機構にお
    いて、該検出器の入り口絞りと被制御物に対向した出口
    絞りとの有効面積比を有する手段と、該参照器の入り口
    絞りと基準に対向した出口絞りの有効面積比を有する手
    段とによって、該有効面積比を互いに異なった所定値に
    設定する手段を有することを特徴とする制御機構。
JP1206776A 1989-08-11 1989-08-11 エアマイクロ検出制御方法および制御機構 Pending JPH0371007A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1206776A JPH0371007A (ja) 1989-08-11 1989-08-11 エアマイクロ検出制御方法および制御機構

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1206776A JPH0371007A (ja) 1989-08-11 1989-08-11 エアマイクロ検出制御方法および制御機構

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0371007A true JPH0371007A (ja) 1991-03-26

Family

ID=16528899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1206776A Pending JPH0371007A (ja) 1989-08-11 1989-08-11 エアマイクロ検出制御方法および制御機構

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0371007A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05187849A (ja) * 1991-06-26 1993-07-27 Soc Ind Liaisons Electr (Silec) 気体手段による寸法測定装置
JP2005508499A (ja) * 2001-11-02 2005-03-31 フォームファクター,インコーポレイテッド プローブカードの熱誘発動作を補償する方法およびシステム
JP2008523432A (ja) * 2004-12-10 2008-07-03 イグジテック・リミテッド 位置決め装置
JP2009246004A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Tokyo Seimitsu Co Ltd ダイシングテープ貼付装置
US7642794B2 (en) 2001-11-02 2010-01-05 Formfactor, Inc. Method and system for compensating thermally induced motion of probe cards
JP2022501638A (ja) * 2018-09-27 2022-01-06 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. レベルセンサ及びレベルセンサを組み込んだリソグラフィ装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05187849A (ja) * 1991-06-26 1993-07-27 Soc Ind Liaisons Electr (Silec) 気体手段による寸法測定装置
JP2005508499A (ja) * 2001-11-02 2005-03-31 フォームファクター,インコーポレイテッド プローブカードの熱誘発動作を補償する方法およびシステム
US7560941B2 (en) 2001-11-02 2009-07-14 Formfactor, Inc. Method and system for compensating thermally induced motion of probe cards
US7642794B2 (en) 2001-11-02 2010-01-05 Formfactor, Inc. Method and system for compensating thermally induced motion of probe cards
JP2008523432A (ja) * 2004-12-10 2008-07-03 イグジテック・リミテッド 位置決め装置
JP2009246004A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Tokyo Seimitsu Co Ltd ダイシングテープ貼付装置
JP2022501638A (ja) * 2018-09-27 2022-01-06 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. レベルセンサ及びレベルセンサを組み込んだリソグラフィ装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4998821A (en) Projection apparatus
US4825247A (en) Projection exposure apparatus
US5137349A (en) Projection-type optical apparatus
US4730900A (en) Projection optical apparatus
KR100422330B1 (ko) 투영광학장치조정방법
JP3402850B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
CN1322374C (zh) 曝光装置和曝光方法
JPH0551170B2 (ja)
US6525817B1 (en) Inspection method and apparatus for projection optical systems
JPS60262421A (ja) 投影露光方法およびその装置
KR20020059224A (ko) 두 개의 대상물 간의 갭 조절장치 및 조절방법
US4676631A (en) Device for adjusting projection magnification
US4676614A (en) Apparatus for regulating the optical characteristics of a projection optical system
JPH0697301B2 (ja) 投影露光装置
JPH0371007A (ja) エアマイクロ検出制御方法および制御機構
US6169602B1 (en) Inspection method and apparatus for projection optical systems
US8717542B2 (en) Fluid gauge with multiple reference gaps
JP2840314B2 (ja) 投影露光装置
US10466045B2 (en) Fluid gauges comprising multiple differential pressure sensors
JPS60261137A (ja) 投影露光方法及びその装置
JPH0328809B2 (ja)
JP2653356B2 (ja) 投影露光方法
JPH0320062B2 (ja)
KR20210056237A (ko) 수차계측방법, 물품제조방법 및 노광 장치
JPS60225812A (ja) 投影光学装置