JPH09199573A - 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 - Google Patents
位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置Info
- Publication number
- JPH09199573A JPH09199573A JP2186296A JP2186296A JPH09199573A JP H09199573 A JPH09199573 A JP H09199573A JP 2186296 A JP2186296 A JP 2186296A JP 2186296 A JP2186296 A JP 2186296A JP H09199573 A JPH09199573 A JP H09199573A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- wafer
- positioning stage
- exposure
- light
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハステージのアッベ誤差を補正する。
【解決手段】 ウエハＷ1 を保持するウエハステージ４
は、ＸＹステージ１０とレベリングステージ１１とウエ
ハチャック１２を有し、レベリングステージ１１の傾斜
角度はウエハフォーカスセンサ７の出力に基づいて調節
される。ウエハＷ1 のＸＹ方向の位置を測定するための
レーザ光Ｍ1 の一部分をモニタ光Ｍ2 としてハーフミラ
ー９ａによって分離してポジションセンサ９ｂに導入
し、モニタ光Ｍ2 の位置ずれを計測し、該計測値とレベ
リングステージ１１の傾斜角度に基づいてアッベ誤差を
算出する。
は、ＸＹステージ１０とレベリングステージ１１とウエ
ハチャック１２を有し、レベリングステージ１１の傾斜
角度はウエハフォーカスセンサ７の出力に基づいて調節
される。ウエハＷ1 のＸＹ方向の位置を測定するための
レーザ光Ｍ1 の一部分をモニタ光Ｍ2 としてハーフミラ
ー９ａによって分離してポジションセンサ９ｂに導入
し、モニタ光Ｍ2 の位置ずれを計測し、該計測値とレベ
リングステージ１１の傾斜角度に基づいてアッベ誤差を
算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路を
製造するための露光装置等に用いられる高精度の位置決
めステージ装置およびこれを用いた露光装置に関するも
のである。
製造するための露光装置等に用いられる高精度の位置決
めステージ装置およびこれを用いた露光装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路を製造するための露光装
置は、ウエハ等基板の複数の露光領域を順次投影光学系
の結像面に移動させて露光するステップアンドリピート
方式の露光装置（ステッパ）が主流であり、このような
露光装置においては、前記基板をレチクル等原版に対し
て高精度で位置決めするための位置決めステージ装置を
必要とする。
置は、ウエハ等基板の複数の露光領域を順次投影光学系
の結像面に移動させて露光するステップアンドリピート
方式の露光装置（ステッパ）が主流であり、このような
露光装置においては、前記基板をレチクル等原版に対し
て高精度で位置決めするための位置決めステージ装置を
必要とする。
【０００３】図４は一般的なステッパを説明するもの
で、これは、光源１０１から発生される露光光の光軸０
に沿って配設されたレチクルステージ１０２、投影光学
系１０３、ウエハステージ１０４を有し、ウエハステー
ジ１０４は、公知のＸＹステージ１１０と、これに載置
されたレベリングステージ１１１と該レベリングステー
ジ１１１に保持されたウエハチャック１１２を備えてい
る。
で、これは、光源１０１から発生される露光光の光軸０
に沿って配設されたレチクルステージ１０２、投影光学
系１０３、ウエハステージ１０４を有し、ウエハステー
ジ１０４は、公知のＸＹステージ１１０と、これに載置
されたレベリングステージ１１１と該レベリングステー
ジ１１１に保持されたウエハチャック１１２を備えてい
る。
【０００４】ＸＹステージ１１０の底面１１０ａは高い
面精度（平坦度と平滑度）に仕上げ加工され、露光装置
の定盤１０５の上面に設けられた案内面１０５ａに対向
しており、該案内面１０５ａとＸＹステージ１１０の底
面１１０ａの間は、図示しない静圧空気軸受によって非
接触に保たれている。また、ＸＹステージ１１０は、露
光光の光軸０（Ｚ軸）に垂直な２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の方
向にそれぞれリニアモータ等によって直線駆動されるＸ
ステージとＹステージからなり、Ｙステージは、定盤１
０５に立設されたＹガイド１０６の側面の案内面１０６
ａによって図示しない静圧空気軸受を介して非接触でＹ
軸方向に案内され、Ｘステージも、Ｙステージに立設さ
れたＸガイドによって静圧空気軸受を介して非接触でＸ
軸方向に案内される。ＸＹステージ１０４はこのように
定盤１０５上に非接触で支持され、前記リニアモータ等
によってＸＹ平面内の任意の位置に高精度で位置決めさ
れる。
面精度（平坦度と平滑度）に仕上げ加工され、露光装置
の定盤１０５の上面に設けられた案内面１０５ａに対向
しており、該案内面１０５ａとＸＹステージ１１０の底
面１１０ａの間は、図示しない静圧空気軸受によって非
接触に保たれている。また、ＸＹステージ１１０は、露
光光の光軸０（Ｚ軸）に垂直な２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の方
向にそれぞれリニアモータ等によって直線駆動されるＸ
ステージとＹステージからなり、Ｙステージは、定盤１
０５に立設されたＹガイド１０６の側面の案内面１０６
ａによって図示しない静圧空気軸受を介して非接触でＹ
軸方向に案内され、Ｘステージも、Ｙステージに立設さ
れたＸガイドによって静圧空気軸受を介して非接触でＸ
軸方向に案内される。ＸＹステージ１０４はこのように
定盤１０５上に非接触で支持され、前記リニアモータ等
によってＸＹ平面内の任意の位置に高精度で位置決めさ
れる。
【０００５】ＸＹステージ１１０に載置されたレベリン
グステージ１１１は、その傾斜角度を微調節自在に構成
される。ウエハチャック１１２上のウエハＷ0 の表面に
うねりや傾斜があると、投影光学系１０３の結像面Ｓ0
すなわち焦点位置からウエハＷ0 の表面がずれて焦点ぼ
けを発生するおそれがある。そこで、ウエハフォーカス
センサ１０７を用いてウエハＷ0 の露光領域ごとにその
表面の傾きを検出し、該検出値に基づいてレベリングス
テージ１１１の傾斜角度を調節することで前記焦点ぼけ
を回避する。
グステージ１１１は、その傾斜角度を微調節自在に構成
される。ウエハチャック１１２上のウエハＷ0 の表面に
うねりや傾斜があると、投影光学系１０３の結像面Ｓ0
すなわち焦点位置からウエハＷ0 の表面がずれて焦点ぼ
けを発生するおそれがある。そこで、ウエハフォーカス
センサ１０７を用いてウエハＷ0 の露光領域ごとにその
表面の傾きを検出し、該検出値に基づいてレベリングス
テージ１１１の傾斜角度を調節することで前記焦点ぼけ
を回避する。
【０００６】近年では、半導体集積回路の必要線幅がサ
ブミクロン程度に縮小し、このために、投影光学系１０
３には開口数（ＮＡ）が大きくて露光フィールドが広く
従って焦点深度の浅いものが用いられる傾向にある。そ
こでウエハＷ0 の各露光領域ごとにレベリングステージ
１１１の傾斜角度を調節して投影光学系１０３の結像面
Ｓ0 に対するウエハＷ0 の表面の傾斜を零にする位置決
め工程が必要である。
ブミクロン程度に縮小し、このために、投影光学系１０
３には開口数（ＮＡ）が大きくて露光フィールドが広く
従って焦点深度の浅いものが用いられる傾向にある。そ
こでウエハＷ0 の各露光領域ごとにレベリングステージ
１１１の傾斜角度を調節して投影光学系１０３の結像面
Ｓ0 に対するウエハＷ0 の表面の傾斜を零にする位置決
め工程が必要である。
【０００７】光源１０１から発生された露光光は、レチ
クルステージ１０２に保持されたレチクルＲ0 の微細パ
ターンを投影光学系１０３を経てウエハＷ0 に投影し、
これを露光する。露光前や露光中のウエハＷ0 のＸＹ方
向の位置は、レベリングステージ１１１と一体であるミ
ラー１０８に計測用のレーザ光Ｍ0 を照射し、その反射
光によって干渉縞を得る干渉計１０９によって計測され
る。ＸＹステージ１１０は干渉計１０９の出力に基づい
て駆動され、このようにしてウエハＷ0 とレチクルＲ0
のアライメントが高精度で管理される。
クルステージ１０２に保持されたレチクルＲ0 の微細パ
ターンを投影光学系１０３を経てウエハＷ0 に投影し、
これを露光する。露光前や露光中のウエハＷ0 のＸＹ方
向の位置は、レベリングステージ１１１と一体であるミ
ラー１０８に計測用のレーザ光Ｍ0 を照射し、その反射
光によって干渉縞を得る干渉計１０９によって計測され
る。ＸＹステージ１１０は干渉計１０９の出力に基づい
て駆動され、このようにしてウエハＷ0 とレチクルＲ0
のアライメントが高精度で管理される。
【０００８】ところが、ミラー１０８と一体であるレベ
リングステージ１１１は、前述のように、その傾斜角度
をウエハＷ0 の各露光領域の表面のうねりや傾斜に合わ
せて変化させるものであるため、干渉計１０９の計測値
にはレベリングステージ１１１の傾斜角度の変化に起因
する誤差、いわゆるアッベ誤差が発生する。
リングステージ１１１は、前述のように、その傾斜角度
をウエハＷ0 の各露光領域の表面のうねりや傾斜に合わ
せて変化させるものであるため、干渉計１０９の計測値
にはレベリングステージ１１１の傾斜角度の変化に起因
する誤差、いわゆるアッベ誤差が発生する。
【０００９】図５に示すように、アッベ誤差△Ｌは以下
の式によって算出される。
の式によって算出される。
【００１０】 △Ｌ＝νｓｉｎθ＋（２Ｌｃ−Ｘｍ）｛１−ｃｏｓ（θ＋β）｝ ・・・・・（１） ここで、ν：レーザ光Ｍ0 と投影光学系１０３の結像面
Ｓ0 の高さの差 β：投影光学系１０３の結像面Ｓ0 に対するレーザ光Ｍ
0 の傾斜角度 θ：レベリングステージ１１１の傾斜角度 Ｌｃ：露光光の光軸０から干渉計１０９までの距離 Ｘｍ：露光光の光軸０からミラー１０８の反射面までの
距離 式（１）において、傾斜角度β、θはいずれも微小であ
るから、レーザ光Ｍ0と投影光学系１０３の結像面Ｓ0
の高さが同じでレーザ光Ｍ0 が投影光学系１０３の結像
面Ｓ0 に平行であれば、ν＝０、β＝０、従って、△Ｌ
≒０となってアッベ誤差に対する対策は不要となる。
Ｓ0 の高さの差 β：投影光学系１０３の結像面Ｓ0 に対するレーザ光Ｍ
0 の傾斜角度 θ：レベリングステージ１１１の傾斜角度 Ｌｃ：露光光の光軸０から干渉計１０９までの距離 Ｘｍ：露光光の光軸０からミラー１０８の反射面までの
距離 式（１）において、傾斜角度β、θはいずれも微小であ
るから、レーザ光Ｍ0と投影光学系１０３の結像面Ｓ0
の高さが同じでレーザ光Ｍ0 が投影光学系１０３の結像
面Ｓ0 に平行であれば、ν＝０、β＝０、従って、△Ｌ
≒０となってアッベ誤差に対する対策は不要となる。
【００１１】そこでステッパを設置するときにレーザ光
Ｍ0 の高さと傾斜角度を投影光学系１０３の結像面Ｓ0
に対して上記のように厳密に合わせるか、あるいは、予
め、投影光学系１０３の結像面Ｓ0 に対するレーザ光Ｍ
0 の高さの差νと傾斜角度βを検出しておき、各露光サ
イクルごとに、式（１）によってアッベ誤差を算出して
干渉計１０９の計測値を補正する等の工夫がなされてい
る。
Ｍ0 の高さと傾斜角度を投影光学系１０３の結像面Ｓ0
に対して上記のように厳密に合わせるか、あるいは、予
め、投影光学系１０３の結像面Ｓ0 に対するレーザ光Ｍ
0 の高さの差νと傾斜角度βを検出しておき、各露光サ
イクルごとに、式（１）によってアッベ誤差を算出して
干渉計１０９の計測値を補正する等の工夫がなされてい
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、ステッパを設置するときに計測用のレ
ーザ光を投影光学系の結像面の高さと傾斜角度に合わせ
る方法は、ステッパの周辺機器によるスペースの制約上
不可能であったり、ステッパの組立作業が極めて複雑に
なる等の不都合がある。加えてステッパを設置するとき
にレーザ光を投影光学系の結像面に合わせても、レーザ
光を発生するレーザヘッドが計測中に熱歪を起こしてそ
の発光方向が変化したり、あるいは露光中にステッパ本
体の熱歪等のために投影光学系の結像面の高さが変動す
ればアッベ誤差が発生するのを避けることができない。
の技術によれば、ステッパを設置するときに計測用のレ
ーザ光を投影光学系の結像面の高さと傾斜角度に合わせ
る方法は、ステッパの周辺機器によるスペースの制約上
不可能であったり、ステッパの組立作業が極めて複雑に
なる等の不都合がある。加えてステッパを設置するとき
にレーザ光を投影光学系の結像面に合わせても、レーザ
光を発生するレーザヘッドが計測中に熱歪を起こしてそ
の発光方向が変化したり、あるいは露光中にステッパ本
体の熱歪等のために投影光学系の結像面の高さが変動す
ればアッベ誤差が発生するのを避けることができない。
【００１３】また、予め計測用のレーザ光と投影光学系
の結像面の高さの差と傾斜角度を測定しておき、式
（１）によって補正する方法も、露光サイクルが進行す
るにつれてレーザヘッドの熱歪やステッパ本体の熱歪の
ためにレーザ光の発光方向等が変化すると適正な補正を
行なうことができない。
の結像面の高さの差と傾斜角度を測定しておき、式
（１）によって補正する方法も、露光サイクルが進行す
るにつれてレーザヘッドの熱歪やステッパ本体の熱歪の
ためにレーザ光の発光方向等が変化すると適正な補正を
行なうことができない。
【００１４】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであって、干渉計等の計測
値に含まれるアッベ誤差を適正に補正して極めて高精度
な位置決めを行なうことのできる位置決めステージ装置
およびこれを用いた露光装置を提供することを目的とす
るものである。
の課題に鑑みてなされたものであって、干渉計等の計測
値に含まれるアッベ誤差を適正に補正して極めて高精度
な位置決めを行なうことのできる位置決めステージ装置
およびこれを用いた露光装置を提供することを目的とす
るものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の位置決めステージ装置は、所定の基準面に
沿って移動自在である保持盤と、該保持盤の位置を計測
光によって計測する位置計測手段と、前記保持盤の前記
基準面に対する傾斜角度を調節するための傾斜角度調節
手段と、前記計測光の一部分をモニタ光として分離する
分離手段と、前記モニタ光の変位を検出する変位検出手
段を有することを特徴とする。
め、本発明の位置決めステージ装置は、所定の基準面に
沿って移動自在である保持盤と、該保持盤の位置を計測
光によって計測する位置計測手段と、前記保持盤の前記
基準面に対する傾斜角度を調節するための傾斜角度調節
手段と、前記計測光の一部分をモニタ光として分離する
分離手段と、前記モニタ光の変位を検出する変位検出手
段を有することを特徴とする。
【００１６】変位検出手段の出力に基づいて位置計測手
段の出力を補正する補正手段が設けられているとよい。
段の出力を補正する補正手段が設けられているとよい。
【００１７】分離手段がハーフミラーを有するとよい。
【００１８】位置計測手段と分離手段と変位検出手段
が、低熱膨張材料で作られた支持体によって支持されて
いるとよい。
が、低熱膨張材料で作られた支持体によって支持されて
いるとよい。
【００１９】
【作用】計測光によって保持盤の位置を計測する位置計
測手段の出力は、基準面に対する保持盤の傾斜角度が変
化するとアッベ誤差を発生するため、保持盤の傾斜角度
に基づいてアッベ誤差を算出し、位置計測手段の出力を
補正する。ところが、計測光の発光方向等が変動すると
このためにアッベ誤差が変化して適正な補正ができな
い。
測手段の出力は、基準面に対する保持盤の傾斜角度が変
化するとアッベ誤差を発生するため、保持盤の傾斜角度
に基づいてアッベ誤差を算出し、位置計測手段の出力を
補正する。ところが、計測光の発光方向等が変動すると
このためにアッベ誤差が変化して適正な補正ができな
い。
【００２０】そこで、計測光の一部分をモニタ光として
分離し、変位検出手段に導入してその変位を検出し、得
られた検出値に基づいて正確なアッベ誤差を算出し、位
置計測手段の出力を補正する。このようにして保持盤の
位置を正確に測定し、保持盤の位置決めを高精度で行な
うことができる。
分離し、変位検出手段に導入してその変位を検出し、得
られた検出値に基づいて正確なアッベ誤差を算出し、位
置計測手段の出力を補正する。このようにして保持盤の
位置を正確に測定し、保持盤の位置決めを高精度で行な
うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００２２】図１は一実施例による露光装置を示すもの
で、これは、光源１から発生される露光光の光軸０に沿
って配設されたレチクルステージ２および投影光学系３
等を備えた露光手段と、ウエハステージ４を有し、ウエ
ハステージ４は、公知のＸＹステージ１０と、これに載
置された傾斜角度調節手段であるレベリングステージ１
１と該レベリングステージ１１に保持された保持盤であ
るウエハチャック１２を備えている。
で、これは、光源１から発生される露光光の光軸０に沿
って配設されたレチクルステージ２および投影光学系３
等を備えた露光手段と、ウエハステージ４を有し、ウエ
ハステージ４は、公知のＸＹステージ１０と、これに載
置された傾斜角度調節手段であるレベリングステージ１
１と該レベリングステージ１１に保持された保持盤であ
るウエハチャック１２を備えている。
【００２３】ＸＹステージ１０の底面１０ａは高い面精
度（平坦度と平滑度）に仕上げ加工され、露光装置の支
持体である定盤５の上面に設けられた案内面５ａに対向
しており、該案内面５ａとＸＹステージ１０の底面１０
ａとの間は、図示しない静圧空気軸受によって非接触に
保たれている。また、ＸＹステージ１０は、露光光の光
軸０（Ｚ軸）に垂直な２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の方向にそれ
ぞれリニアモータ等によって直線駆動されるＸステージ
とＹステージからなり、Ｙステージは、定盤５に立設さ
れたＹガイド６の側面の案内面によって図示しない静圧
空気軸受を介して非接触でＹ軸方向に案内され、Ｘステ
ージも、Ｙステージに立設されたＸガイドによって静圧
空気軸受を介して非接触でＸ軸方向に案内される。ＸＹ
ステージ４はこのように定盤５上に非接触で支持され、
前記リニアモータ等によってＸＹ平面内の任意の位置に
高精度で位置決めされる。
度（平坦度と平滑度）に仕上げ加工され、露光装置の支
持体である定盤５の上面に設けられた案内面５ａに対向
しており、該案内面５ａとＸＹステージ１０の底面１０
ａとの間は、図示しない静圧空気軸受によって非接触に
保たれている。また、ＸＹステージ１０は、露光光の光
軸０（Ｚ軸）に垂直な２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の方向にそれ
ぞれリニアモータ等によって直線駆動されるＸステージ
とＹステージからなり、Ｙステージは、定盤５に立設さ
れたＹガイド６の側面の案内面によって図示しない静圧
空気軸受を介して非接触でＹ軸方向に案内され、Ｘステ
ージも、Ｙステージに立設されたＸガイドによって静圧
空気軸受を介して非接触でＸ軸方向に案内される。ＸＹ
ステージ４はこのように定盤５上に非接触で支持され、
前記リニアモータ等によってＸＹ平面内の任意の位置に
高精度で位置決めされる。
【００２４】ＸＹステージ１０に載置されたレベリング
ステージ１１は、その傾斜角度を微調節自在に構成され
る。ウエハチャック１２上のウエハＷ1 の表面にうねり
や傾斜があると、基準面である投影光学系３の結像面Ｓ
1 すなわち焦点位置からウエハＷ1 の表面がずれて焦点
ぼけを発生するおそれがある。そこで、ウエハフォーカ
スセンサ７を用いてウエハＷ1 の露光領域ごとにその表
面の傾きを検出し、該検出値に基づいてレベリングステ
ージ１１の傾斜角度を調節することで前記焦点ぼけを回
避する。
ステージ１１は、その傾斜角度を微調節自在に構成され
る。ウエハチャック１２上のウエハＷ1 の表面にうねり
や傾斜があると、基準面である投影光学系３の結像面Ｓ
1 すなわち焦点位置からウエハＷ1 の表面がずれて焦点
ぼけを発生するおそれがある。そこで、ウエハフォーカ
スセンサ７を用いてウエハＷ1 の露光領域ごとにその表
面の傾きを検出し、該検出値に基づいてレベリングステ
ージ１１の傾斜角度を調節することで前記焦点ぼけを回
避する。
【００２５】近年では、半導体集積回路の必要線幅がサ
ブミクロン程度に縮小し、このために、投影光学系３に
は開口数（ＮＡ）が大きくて露光フィールドが広く従っ
て焦点深度の浅いものが用いられる傾向にある。そこで
ウエハＷ1 の各露光領域ごとにレベリングステージ１１
の傾斜角度を調節して投影光学系３の結像面Ｓ1 に対す
るウエハＷ1 の表面の傾斜を零にする工程が必要であ
る。
ブミクロン程度に縮小し、このために、投影光学系３に
は開口数（ＮＡ）が大きくて露光フィールドが広く従っ
て焦点深度の浅いものが用いられる傾向にある。そこで
ウエハＷ1 の各露光領域ごとにレベリングステージ１１
の傾斜角度を調節して投影光学系３の結像面Ｓ1 に対す
るウエハＷ1 の表面の傾斜を零にする工程が必要であ
る。
【００２６】光源１から発生された露光光は、レチクル
ステージ２に保持されたレチクルＲ1 の微細パターンを
投影光学系２を経てウエハＷ1 に投影し、これを露光す
る。露光前や露光中のウエハＷ1 のＸＹ方向の位置は、
レベリングステージ１１と一体であるミラー８ａに計測
光であるレーザ光Ｍ1 を照射し、その反射光によって干
渉縞を得る位置計測手段である干渉計８ｂによって計測
される。ＸＹステージ１０は干渉計８ｂの出力に基づい
て駆動され、このようにしてウエハＷ1 とレチクルＲ1
のアライメントが高精度で管理される。
ステージ２に保持されたレチクルＲ1 の微細パターンを
投影光学系２を経てウエハＷ1 に投影し、これを露光す
る。露光前や露光中のウエハＷ1 のＸＹ方向の位置は、
レベリングステージ１１と一体であるミラー８ａに計測
光であるレーザ光Ｍ1 を照射し、その反射光によって干
渉縞を得る位置計測手段である干渉計８ｂによって計測
される。ＸＹステージ１０は干渉計８ｂの出力に基づい
て駆動され、このようにしてウエハＷ1 とレチクルＲ1
のアライメントが高精度で管理される。
【００２７】なお、干渉計８ｂやレーザ光Ｍ1 を発生す
るレーザヘッド８ｃは、定盤５と一体である支持部材に
よって支持される。
るレーザヘッド８ｃは、定盤５と一体である支持部材に
よって支持される。
【００２８】前述のようにミラー８と一体であるレベリ
ングステージ１１は、その傾斜角度をウエハＷ1 の各露
光領域の表面のうねりや傾斜に合わせて変化させるもの
であるため、干渉計８ｂの計測値にはレベリングステー
ジ１１の傾斜角度の変化に起因する誤差、いわゆるアッ
ベ誤差が発生する。
ングステージ１１は、その傾斜角度をウエハＷ1 の各露
光領域の表面のうねりや傾斜に合わせて変化させるもの
であるため、干渉計８ｂの計測値にはレベリングステー
ジ１１の傾斜角度の変化に起因する誤差、いわゆるアッ
ベ誤差が発生する。
【００２９】アッベ誤差は式（１）によって算出される
ものであるから、予め投影光学系３の結像面Ｓ1 に対す
るレーザ光Ｍ1 の高さの差νと傾斜角度βを検出してお
けば、レベリングステージ１１の傾斜角度θが変化する
たびに式（１）によってアッベ誤差△Ｌを算出して干渉
計８ｂの計測値を補正できる。
ものであるから、予め投影光学系３の結像面Ｓ1 に対す
るレーザ光Ｍ1 の高さの差νと傾斜角度βを検出してお
けば、レベリングステージ１１の傾斜角度θが変化する
たびに式（１）によってアッベ誤差△Ｌを算出して干渉
計８ｂの計測値を補正できる。
【００３０】ところが、レーザ光Ｍ1 を発生するレーザ
ヘッド８ｃの熱歪や露光中のステッパ本体の熱歪等によ
って投影光学系３の結像面Ｓ1 に対するレーザ光Ｍ1 の
相対位置が変わると、式（１）のνやβの値が変化して
正確なアッベ誤差△Ｌを算出できない。そこで計測用の
レーザ光Ｍ1 の光路に分離手段であるハーフミラー９ａ
を設け、これによってレーザ光Ｍ1 の一部分をモニタ光
Ｍ2 として分離して定盤５上の光電センサ（変位検出手
段）であるポジションセンサ９ｂに導入し、図２に示す
ように、ポジションセンサ９ｂの検出面におけるモニタ
光Ｍ2 の変位であるずれ量τを検出する。投影光学系３
の結像面Ｓ1 に対するレーザ光Ｍ1 の高さの差νと傾斜
角度βとポジションセンサ９ｂの検出面におけるレーザ
光Ｍ1 のモニタ光Ｍ2 のずれ量τの間には以下の関係が
成立する。
ヘッド８ｃの熱歪や露光中のステッパ本体の熱歪等によ
って投影光学系３の結像面Ｓ1 に対するレーザ光Ｍ1 の
相対位置が変わると、式（１）のνやβの値が変化して
正確なアッベ誤差△Ｌを算出できない。そこで計測用の
レーザ光Ｍ1 の光路に分離手段であるハーフミラー９ａ
を設け、これによってレーザ光Ｍ1 の一部分をモニタ光
Ｍ2 として分離して定盤５上の光電センサ（変位検出手
段）であるポジションセンサ９ｂに導入し、図２に示す
ように、ポジションセンサ９ｂの検出面におけるモニタ
光Ｍ2 の変位であるずれ量τを検出する。投影光学系３
の結像面Ｓ1 に対するレーザ光Ｍ1 の高さの差νと傾斜
角度βとポジションセンサ９ｂの検出面におけるレーザ
光Ｍ1 のモニタ光Ｍ2 のずれ量τの間には以下の関係が
成立する。
【００３１】 τ＝（Ｌｈ＋Ｌｓ＋Ｌｐ）Ｔａｎβ・・・・・（２） ここで、Ｌｈ：干渉計８ｂからレーザヘッド８ｃまでの
距離 Ｌｓ：干渉計８ｂからハーフミラー９ａまでの距離 Ｌｐ：ハーフミラー９ａからポジションセンサ９ｂまで
の距離 また、干渉計８ｂからミラー８ａまでの距離をＬｄとす
れば、 ν＝（Ｌｈ＋Ｌｄ）Ｔａｎβ・・・・・（３） であるから式（２）と式（３）から ν＝（Ｌｈ＋Ｌｄ）／（Ｌｈ＋Ｌｓ＋Ｌｐ）×τ・・・・・（４） また、式（２）においてβ≒０であるから以下のように
近似できる。
距離 Ｌｓ：干渉計８ｂからハーフミラー９ａまでの距離 Ｌｐ：ハーフミラー９ａからポジションセンサ９ｂまで
の距離 また、干渉計８ｂからミラー８ａまでの距離をＬｄとす
れば、 ν＝（Ｌｈ＋Ｌｄ）Ｔａｎβ・・・・・（３） であるから式（２）と式（３）から ν＝（Ｌｈ＋Ｌｄ）／（Ｌｈ＋Ｌｓ＋Ｌｐ）×τ・・・・・（４） また、式（２）においてβ≒０であるから以下のように
近似できる。
【００３２】 β＝１／（Ｌｈ＋Ｌｓ＋Ｌｐ）×τ・・・・・（５） すなわち、ウエハＷ1 の各露光領域を露光する前や露光
中に、ポジションセンサ９ｂの検出値τを用いて式
（４）および（５）からνとβを算出し、式（１）によ
ってアッベ誤差△Ｌを算出して干渉計８ｂの計測値を自
動的に補正する補正手段を設ければ、ウエハステージ４
によるウエハＷ1 の位置決め精度を大幅に向上させ、レ
チクルＲ1 に対するアライメントを安定して高精度で管
理できる。
中に、ポジションセンサ９ｂの検出値τを用いて式
（４）および（５）からνとβを算出し、式（１）によ
ってアッベ誤差△Ｌを算出して干渉計８ｂの計測値を自
動的に補正する補正手段を設ければ、ウエハステージ４
によるウエハＷ1 の位置決め精度を大幅に向上させ、レ
チクルＲ1 に対するアライメントを安定して高精度で管
理できる。
【００３３】本実施例によれば、レベリングステージ１
１の傾斜角度の変化によるアッベ誤差△Ｌを正確に補正
してウエハＷ1 とレチクルＲ1 のアライメントを高精度
で管理することができるため、微細パターンの高精細化
が進んでも転写ずれを発生するおそれのない極めて高性
能な露光装置を実現できる。
１の傾斜角度の変化によるアッベ誤差△Ｌを正確に補正
してウエハＷ1 とレチクルＲ1 のアライメントを高精度
で管理することができるため、微細パターンの高精細化
が進んでも転写ずれを発生するおそれのない極めて高性
能な露光装置を実現できる。
【００３４】なお、干渉計８ｂとポジションセンサ９ｂ
との間のキャリブレーションは、予めマーキングされた
テスト用のウエハをウエハステージ４に載置し、レベリ
ングステージ１１を傾斜させて図示しないアライメント
検出系によってテスト用のウエハのマークの位置ずれを
検出することによって行なわれる。また、式（１）にお
いてθ、βの値は微小であるから、テーラー展開によっ
て得られた以下の近似式（６）を式（１）の替わりに用
いてもよい。
との間のキャリブレーションは、予めマーキングされた
テスト用のウエハをウエハステージ４に載置し、レベリ
ングステージ１１を傾斜させて図示しないアライメント
検出系によってテスト用のウエハのマークの位置ずれを
検出することによって行なわれる。また、式（１）にお
いてθ、βの値は微小であるから、テーラー展開によっ
て得られた以下の近似式（６）を式（１）の替わりに用
いてもよい。
【００３５】 △Ｌ＝｛ν＋（２Ｌｃ−Ｘｍ）β｝θ・・・・・（６） ハーフミラー９ａとポジションセンサ９ｂの間にはレー
ザ光Ｍ1 のモニタ光Ｍ2 の一部分がポジションセンサ９
ｂの受光面によって反射されて干渉計８ｂにゴーストを
発生させるおそれがある。そこで、ハーフミラー９ａと
ポジションセンサ９ｂの間に窓９ｃを設けて前記ゴース
トの発生を防ぐ。さらに、ポジションセンサ９ｂの受光
面をレーザ光Ｍ1 のモニタ光Ｍ2 に対して垂直な位置か
らわずかに傾斜させたり、ポジションセンサ９ｂの受光
面に反射防止膜を設けることも、前記ゴーストを防ぐう
えで大きな効果がある。
ザ光Ｍ1 のモニタ光Ｍ2 の一部分がポジションセンサ９
ｂの受光面によって反射されて干渉計８ｂにゴーストを
発生させるおそれがある。そこで、ハーフミラー９ａと
ポジションセンサ９ｂの間に窓９ｃを設けて前記ゴース
トの発生を防ぐ。さらに、ポジションセンサ９ｂの受光
面をレーザ光Ｍ1 のモニタ光Ｍ2 に対して垂直な位置か
らわずかに傾斜させたり、ポジションセンサ９ｂの受光
面に反射防止膜を設けることも、前記ゴーストを防ぐう
えで大きな効果がある。
【００３６】なお、レーザ光Ｍ1 による計測中に干渉計
８ｂやレーザヘッド８ｃやポジションセンサ９ｂ等を支
持する支持部材や定盤５が著しい熱膨張を起すと前述の
ようなアッベ誤差の補正を適切に行なうことができな
い。そこで、定盤５等にはセラミック等の低熱膨張材料
を用いることが望ましい。
８ｂやレーザヘッド８ｃやポジションセンサ９ｂ等を支
持する支持部材や定盤５が著しい熱膨張を起すと前述の
ようなアッベ誤差の補正を適切に行なうことができな
い。そこで、定盤５等にはセラミック等の低熱膨張材料
を用いることが望ましい。
【００３７】図３は一変形例を示すもので、干渉計８ｂ
と同様の干渉計２８ｂにおいて、計測用のレーザ光Ｍ1
の一部分を参照光Ｍ3 として分離して、これを投影光学
系３の鏡筒に取り付けられた平面ミラー２３によって反
射させるもので、参照光Ｍ3の一部分をハーフミラー２
９ａによってモニタ光Ｍ4 として分離してポジションセ
ンサ２９ｂに導入するように構成されている。
と同様の干渉計２８ｂにおいて、計測用のレーザ光Ｍ1
の一部分を参照光Ｍ3 として分離して、これを投影光学
系３の鏡筒に取り付けられた平面ミラー２３によって反
射させるもので、参照光Ｍ3の一部分をハーフミラー２
９ａによってモニタ光Ｍ4 として分離してポジションセ
ンサ２９ｂに導入するように構成されている。
【００３８】このように、干渉計の参照光を用いて式
（１）または式（６）のν、βを検出することもでき
る。
（１）または式（６）のν、βを検出することもでき
る。
【００３９】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
で、次に記載するような効果を奏する。
【００４０】ウエハステージの位置を計測する干渉計等
の計測値に含まれるアッベ誤差を常時適正に補正して極
めて高精度な位置決めを行なうことができる。このよう
な位置決めステージ装置を露光装置のウエハステージ等
に用いることで、極めて高精度な転写、焼き付けを実現
できる。また、アッベ誤差の補正をオンラインで行なう
ことができるため、測定のために半導体製造プロセス等
を中断する必要もなくなる。
の計測値に含まれるアッベ誤差を常時適正に補正して極
めて高精度な位置決めを行なうことができる。このよう
な位置決めステージ装置を露光装置のウエハステージ等
に用いることで、極めて高精度な転写、焼き付けを実現
できる。また、アッベ誤差の補正をオンラインで行なう
ことができるため、測定のために半導体製造プロセス等
を中断する必要もなくなる。
【図１】一実施例による露光装置を示す模式立面図であ
る。
る。
【図２】図１の装置のポジションセンサの出力から計測
用のレーザ光の高さと傾斜角度を求める式を説明する図
である。
用のレーザ光の高さと傾斜角度を求める式を説明する図
である。
【図３】一変形例を示す模式立面図である。
【図４】一従来例を示す模式立面図である。
【図５】アッベ誤差を算出する式を説明する図である。
１ 光源 ２ レチクルステージ ３ 投影光学系 ４ ウエハステージ ５ 定盤 ７ ウエハフォーカスセンサ ８ａ ミラー ８ｂ，２８ｂ 干渉計 ８ｃ レーザヘッド ９ａ，２９ａ ハーフミラー ９ｂ，２９ｂ ポジションセンサ １１ レベリングステージ １２ ウエハチャック
Claims (7)
- 【請求項１】 所定の基準面に沿って移動自在である保
持盤と、該保持盤の位置を計測光によって計測する位置
計測手段と、前記保持盤の前記基準面に対する傾斜角度
を調節するための傾斜角度調節手段と、前記計測光の一
部分をモニタ光として分離する分離手段と、前記モニタ
光の変位を検出する変位検出手段を有する位置決めステ
ージ装置。 - 【請求項２】 変位検出手段の出力に基づいて位置計測
手段の出力を補正する補正手段が設けられていることを
特徴とする請求項１記載の位置決めステージ装置。 - 【請求項３】 分離手段がハーフミラーを有することを
特徴とする請求項１または２記載の位置決めステージ装
置。 - 【請求項４】 位置計測手段と分離手段と変位検出手段
が、低熱膨張材料で作られた支持体によって支持されて
いることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記
載の位置決めステージ装置。 - 【請求項５】 低熱膨張材料がセラミックであることを
特徴とする請求項４記載の位置決めステージ装置。 - 【請求項６】 変位検出手段が光電センサであることを
特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の位置決
めステージ装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし６いずれか１項記載の位
置決めステージ装置と、これによって位置決めされた基
板を露光する露光手段を有する露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2186296A JPH09199573A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2186296A JPH09199573A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199573A true JPH09199573A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=12066938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2186296A Pending JPH09199573A (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09199573A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6730920B2 (en) * | 2000-01-14 | 2004-05-04 | Asml Netherlands B.V. | Abbe arm calibration system for use in lithographic apparatus |
| CN100461365C (zh) * | 2006-06-12 | 2009-02-11 | 上海微电子装备有限公司 | 高精度硅片台及其定位方法 |
| JP2012179659A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-09-20 | Daihen Corp | アーク溶接方法 |
| CN113579854A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-02 | 安庆中船动力配套有限公司 | 基于柴油机连杆加工机床的自动矫正系统 |
| CN114318229A (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-12 | 佳能特机株式会社 | 成膜装置、调整方法及电子器件的制造方法 |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP2186296A patent/JPH09199573A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6730920B2 (en) * | 2000-01-14 | 2004-05-04 | Asml Netherlands B.V. | Abbe arm calibration system for use in lithographic apparatus |
| CN100461365C (zh) * | 2006-06-12 | 2009-02-11 | 上海微电子装备有限公司 | 高精度硅片台及其定位方法 |
| JP2012179659A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-09-20 | Daihen Corp | アーク溶接方法 |
| CN114318229A (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-12 | 佳能特机株式会社 | 成膜装置、调整方法及电子器件的制造方法 |
| CN114318229B (zh) * | 2020-09-30 | 2023-07-25 | 佳能特机株式会社 | 成膜装置、调整方法及电子器件的制造方法 |
| CN113579854A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-02 | 安庆中船动力配套有限公司 | 基于柴油机连杆加工机床的自动矫正系统 |
| CN113579854B (zh) * | 2021-07-21 | 2022-07-29 | 安庆中船动力配套有限公司 | 基于柴油机连杆加工机床的自动矫正系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5153916A (en) | Method and apparatus for detecting focal plane | |
| US6287734B2 (en) | Exposure method | |
| EP0498499B1 (en) | Method of and device for repetitively imaging a mask pattern on a substrate | |
| JP2008199034A (ja) | リソグラフィ投影装置のオフアクシスレベリング | |
| JPH1145846A (ja) | 走査型露光方法及び装置 | |
| JPH0864518A (ja) | 露光方法 | |
| JP2006300676A (ja) | 平坦度異常検出方法及び露光装置 | |
| JPH09223650A (ja) | 露光装置 | |
| JPH09199573A (ja) | 位置決めステージ装置およびこれを用いた露光装置 | |
| JP3218466B2 (ja) | 露光方法及び装置 | |
| JP2000349014A (ja) | 重ね合わせ測定装置及び該装置を用いた半導体デバイス製造方法 | |
| US6850330B2 (en) | Reticle focus measurement system using multiple interferometric beams | |
| JP3831720B2 (ja) | 多重干渉ビームを使用するレチクル焦点測定システムおよびレチクル焦点測定方法 | |
| JP2646417B2 (ja) | 露光装置 | |
| JP3381868B2 (ja) | 露光方法及び装置 | |
| JP3919689B2 (ja) | 露光方法、素子の製造方法および露光装置 | |
| JPH1074687A (ja) | ステージ装置 | |
| JPH05226459A (ja) | 半導体ウェハの位置検出装置 | |
| JPH09289160A (ja) | 露光装置 | |
| JPH10242248A (ja) | 移動ステージの位置測定方法と装置 | |
| JP2006228890A (ja) | 位置合わせ方法及び露光装置 | |
| JP3193549B2 (ja) | 露光方法およびその装置 | |
| JPH10275768A (ja) | 投影露光装置及び相対位置計測方法 | |
| JP2540739B2 (ja) | 光学装置 | |
| JPH09275071A (ja) | 露光装置 |