JPS60136746A - 投影光学装置 - Google Patents
投影光学装置Info
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- JPS60136746A JPS60136746A JP58249093A JP24909383A JPS60136746A JP S60136746 A JPS60136746 A JP S60136746A JP 58249093 A JP58249093 A JP 58249093A JP 24909383 A JP24909383 A JP 24909383A JP S60136746 A JPS60136746 A JP S60136746A
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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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
- G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は投影光学系の結像性能を高精度に補正し得る投
影光学装置に関する。
影光学装置に関する。
（発明の背景）
縮小投影型露光装置（以下ステッパと呼ぶ）は近年超Ｌ
ＳＩの生産現場に多く導入され、大きな成果をもたらし
ているが、その重要な性能の一つに重ね合せマツチ／り
精度があけられる。このマツチング精度に影＠セを与え
る要素の中で重要なものに投影光学系の倍率誤差がある
。超ＬＳＩに用いられるパターンの大きさは年々微細化
の傾向を強め、それに伴ってマツチング精度の向上に対
するニーズも強くなってきている。従って投影倍率を所
定σ）値にへつ必要性はきわめて高くなってきている。
ＳＩの生産現場に多く導入され、大きな成果をもたらし
ているが、その重要な性能の一つに重ね合せマツチ／り
精度があけられる。このマツチング精度に影＠セを与え
る要素の中で重要なものに投影光学系の倍率誤差がある
。超ＬＳＩに用いられるパターンの大きさは年々微細化
の傾向を強め、それに伴ってマツチング精度の向上に対
するニーズも強くなってきている。従って投影倍率を所
定σ）値にへつ必要性はきわめて高くなってきている。
現在投影光学系の倍率は装置の設置時に調整することに
より倍率誤差が一応無視できる程度になっている。しか
しながら、超ＬＳＩの高密度化に十分対応するためには
、装置の稼動時におけるクリーンルーム内の僅かな気圧
変動等、環境条件が変化した時の倍率誤差をも補正する
必要があり、また、投影し／ズ系自体が露光エネルギー
の吸収により温度変化する時に生ずる倍率変動をも補正
する必要がある。しかも、一般には気圧変動等の環境条
件の変化や投影レンズ系自体の温度上昇による倍率変化
には、結像面の変化も付随する。高解像力が髪求されて
いる投影対物レンズにおいては、Ｎ、Ａ、が大きく焦点
深度が小さいため、結像面の僅かな変動も十分に補正さ
れなけれはならない。
より倍率誤差が一応無視できる程度になっている。しか
しながら、超ＬＳＩの高密度化に十分対応するためには
、装置の稼動時におけるクリーンルーム内の僅かな気圧
変動等、環境条件が変化した時の倍率誤差をも補正する
必要があり、また、投影し／ズ系自体が露光エネルギー
の吸収により温度変化する時に生ずる倍率変動をも補正
する必要がある。しかも、一般には気圧変動等の環境条
件の変化や投影レンズ系自体の温度上昇による倍率変化
には、結像面の変化も付随する。高解像力が髪求されて
いる投影対物レンズにおいては、Ｎ、Ａ、が大きく焦点
深度が小さいため、結像面の僅かな変動も十分に補正さ
れなけれはならない。
従来ステッパ以外の投影光学系では投影倍率を補正する
ために物体域は像面に対して投影レンズとの間隔を機械
的に変化させたり、投影レンズ中のレンズエレメントを
光軸方向に動かしたりする方法がとられていた。しかし
ステッパのように極めて高精度な倍率及び結像面の設定
が８芦な装置に上記のように光学部拐を光軸方向に変化
させるという方法を採用すると機械的な可動部の偏心（
シフト、ティルト）のため光軸を正しく保ったまま変位
を与えることが難しい。そのため物体を含めた光学系が
共軸でなくなってしまい、光軸に対して非対称な倍率分
布が像面上に生じてしまう欠点が生ずる。又ウェハ上で
０．０５μｍ以下の誤差しか発生しない様に精度良く倍
率設定するためには光学部材の変化量を偏心（シフト、
ティルト）を含めて数μｍないし１μｍ以下に制御する
必要がありこれらの実現には多大の困難がともなう。
ために物体域は像面に対して投影レンズとの間隔を機械
的に変化させたり、投影レンズ中のレンズエレメントを
光軸方向に動かしたりする方法がとられていた。しかし
ステッパのように極めて高精度な倍率及び結像面の設定
が８芦な装置に上記のように光学部拐を光軸方向に変化
させるという方法を採用すると機械的な可動部の偏心（
シフト、ティルト）のため光軸を正しく保ったまま変位
を与えることが難しい。そのため物体を含めた光学系が
共軸でなくなってしまい、光軸に対して非対称な倍率分
布が像面上に生じてしまう欠点が生ずる。又ウェハ上で
０．０５μｍ以下の誤差しか発生しない様に精度良く倍
率設定するためには光学部材の変化量を偏心（シフト、
ティルト）を含めて数μｍないし１μｍ以下に制御する
必要がありこれらの実現には多大の困難がともなう。
（発明の目的）
本発明は、これらの欠点を除き、光学性能の非対称性を
発生することなく倍率及び結像面の変動を高精度に補正
し得る投影光学装置を提供することを目的とする。
発生することなく倍率及び結像面の変動を高精度に補正
し得る投影光学装置を提供することを目的とする。
（発明の概要）
本発明に先たち、本発明者は先に、レチクル上のパター
／をウェハ上に投影露光するための投影対物レンズを有
する投影光学装置において、該投影対物し／ズ中のし／
ズ間隔の少なくとも１ケ所に外気から遮断された空気室
を設けると共に、該空気室の圧力を制御するための圧力
制御器を設け、該圧力制御器により前記投影対物レンズ
中の空気室の圧力を変えることによって該投影対物レン
ズの光学性能を調整可能に構成した装置を、特願昭５８
−１３７３７７号として提案した。本発明は先に提案し
た上記のごとき投影光学装置を基礎として、圧力制御１
５によって圧力制御される空気室による投影対物レンズ
の倍率変化量と結像面変化量との比の値を、該投影対物
レンズの所定の要因による倍率変化量と結像面変化量と
の比の値にほぼ等しく構成し７、これにより少なくとも
１ケ所のレンズ間隔からなる１つの空気室を圧力制御す
ることによって所定要因による倍率と結像面との両者の
変動を同時に高精度で補正するものである。
／をウェハ上に投影露光するための投影対物レンズを有
する投影光学装置において、該投影対物し／ズ中のし／
ズ間隔の少なくとも１ケ所に外気から遮断された空気室
を設けると共に、該空気室の圧力を制御するための圧力
制御器を設け、該圧力制御器により前記投影対物レンズ
中の空気室の圧力を変えることによって該投影対物レン
ズの光学性能を調整可能に構成した装置を、特願昭５８
−１３７３７７号として提案した。本発明は先に提案し
た上記のごとき投影光学装置を基礎として、圧力制御１
５によって圧力制御される空気室による投影対物レンズ
の倍率変化量と結像面変化量との比の値を、該投影対物
レンズの所定の要因による倍率変化量と結像面変化量と
の比の値にほぼ等しく構成し７、これにより少なくとも
１ケ所のレンズ間隔からなる１つの空気室を圧力制御す
ることによって所定要因による倍率と結像面との両者の
変動を同時に高精度で補正するものである。
さて、投影対物レンズ中の少なくとも１ケ所のレンズ間
隔を大気から遮断して形成した圧力制御用空気室におい
て、単位圧力変化によって生ずる倍率変化量ハ、一体的
に圧力制御される各レンズ間隔における倍率変化量の和
であり、ΣΔＸｃと表わさねる。またこの空気室におい
て単位圧力変化によって生ずる結像面変化量も同様に圧
力制御される各レンズ間隔における結像面変化量の和で
あり、ΣΔＺｃと表わされる。いま、大気圧変動によっ
て生ずる投影対物レンズの倍率及び結像面の変動を補正
する場合についてみれば、全体の系で生ずる変動は投影
原板としてのレチクルから感光物体面としてのウェハ址
での間の全ての空気間隔のうち、外気から遮断されて一
体的に圧力制御される前記のごとき空気室を形成するし
／ズ間隔を除いた残りの全空気間隔において生ずる変動
に等しい。大気圧の単位圧力変化に伴って残りの全空気
間隔で生する倍率変化量Δｘ（ｐ）は、これら残りの全
空気間隔それぞれにおける倍率変化量の和であり、 Δｘ（ｐ）＝ΣΔＸ几 と表わされる。また結像面変化量Δｚ（ｐ）もこれらの
全空気間隔それぞれにおける結像面変化量の和であり、 ΔＺ（Ｐ）＝ΣΔＺＲ と表わされる。そこで、大気圧変動による倍率変動量と
結像面変動量との比を変動比ｖ （ｐ ）として、 Ｖ （Ｐ ）−ΔＺ （Ｐ） ／ΔＸ （Ｐ） （１）
と定義する。他方、前述の一体的圧力制御を行なう空気
室によつ−Ｃ変化させ得る倍率変化量と結像面変化量と
の比を補正比Ｃとして、 Ｃ−ΣΔＺ Ｃ／ΣΔＸ ｃ ｆ２１ と定義する。そして、大気圧変動による変動比ｖ（ｐ）
に等しい補正比Ｃを持つような空気室を設けることによ
って、大気圧変動による倍率変化と結像面変化との両者
を同時に補正することが可能となる。すなわち、（１１
（２１式より、となるように、投影対物レンズ中のレン
ズ間隔を組合せて一体的圧力制御空気室を形成すればよ
い。
隔を大気から遮断して形成した圧力制御用空気室におい
て、単位圧力変化によって生ずる倍率変化量ハ、一体的
に圧力制御される各レンズ間隔における倍率変化量の和
であり、ΣΔＸｃと表わさねる。またこの空気室におい
て単位圧力変化によって生ずる結像面変化量も同様に圧
力制御される各レンズ間隔における結像面変化量の和で
あり、ΣΔＺｃと表わされる。いま、大気圧変動によっ
て生ずる投影対物レンズの倍率及び結像面の変動を補正
する場合についてみれば、全体の系で生ずる変動は投影
原板としてのレチクルから感光物体面としてのウェハ址
での間の全ての空気間隔のうち、外気から遮断されて一
体的に圧力制御される前記のごとき空気室を形成するし
／ズ間隔を除いた残りの全空気間隔において生ずる変動
に等しい。大気圧の単位圧力変化に伴って残りの全空気
間隔で生する倍率変化量Δｘ（ｐ）は、これら残りの全
空気間隔それぞれにおける倍率変化量の和であり、 Δｘ（ｐ）＝ΣΔＸ几 と表わされる。また結像面変化量Δｚ（ｐ）もこれらの
全空気間隔それぞれにおける結像面変化量の和であり、 ΔＺ（Ｐ）＝ΣΔＺＲ と表わされる。そこで、大気圧変動による倍率変動量と
結像面変動量との比を変動比ｖ （ｐ ）として、 Ｖ （Ｐ ）−ΔＺ （Ｐ） ／ΔＸ （Ｐ） （１）
と定義する。他方、前述の一体的圧力制御を行なう空気
室によつ−Ｃ変化させ得る倍率変化量と結像面変化量と
の比を補正比Ｃとして、 Ｃ−ΣΔＺ Ｃ／ΣΔＸ ｃ ｆ２１ と定義する。そして、大気圧変動による変動比ｖ（ｐ）
に等しい補正比Ｃを持つような空気室を設けることによ
って、大気圧変動による倍率変化と結像面変化との両者
を同時に補正することが可能となる。すなわち、（１１
（２１式より、となるように、投影対物レンズ中のレン
ズ間隔を組合せて一体的圧力制御空気室を形成すればよ
い。
ここで、上記（３）式を書き換えれば、となり、この値
αは圧力変化に対する変動量と補正量との比を表わし、
大気圧変動量に対して、一体的圧力制御空気室をα倍し
た圧力たけ逆の圧力変化を与えればよいことを意味して
おり、制御率ともいうべきものである。すなわち、大気
圧変動量ΔＰに対して、制御空気室の圧力をα・ΔＰだ
け逆に減圧又は加圧することとすれば、結果としての倍
率変化量ΔＸは、 ΔＸ＝ΔＰ・Δｘ（ｐ）−α・ΔＰ、ΣΔＸｃ （５）
＝ΔＰ・（ΔＸ（ｉ））−α・ΣΔＸｃｌとなる。（４
）式より、 α、ΣΔＸＣ−ΔＸ （’Ｐ） であるから、 ΔＸ＝ΔＰ・（ΔＸ（Ｐ）−ΔＸ（Ｐ）１よって、ΔＸ
＝ ｏ （ｇ） となり、倍率変動が完全に補正される。
αは圧力変化に対する変動量と補正量との比を表わし、
大気圧変動量に対して、一体的圧力制御空気室をα倍し
た圧力たけ逆の圧力変化を与えればよいことを意味して
おり、制御率ともいうべきものである。すなわち、大気
圧変動量ΔＰに対して、制御空気室の圧力をα・ΔＰだ
け逆に減圧又は加圧することとすれば、結果としての倍
率変化量ΔＸは、 ΔＸ＝ΔＰ・Δｘ（ｐ）−α・ΔＰ、ΣΔＸｃ （５）
＝ΔＰ・（ΔＸ（ｉ））−α・ΣΔＸｃｌとなる。（４
）式より、 α、ΣΔＸＣ−ΔＸ （’Ｐ） であるから、 ΔＸ＝ΔＰ・（ΔＸ（Ｐ）−ΔＸ（Ｐ）１よって、ΔＸ
＝ ｏ （ｇ） となり、倍率変動が完全に補正される。
同様に、補正後の結像面変化量ΔＺけ、Δ２＝ΔＰ、Δ
ｚ（ｐ）−α・ΔＰ、ΣΔＺｃ （６１と与えられ、（
４）式より α、ΣΔＺＣ−Δｚ（ｐ） であるから ΔＺ−０（ｄ） となり、結像面の変動も同時に補正される。
ｚ（ｐ）−α・ΔＰ、ΣΔＺｃ （６１と与えられ、（
４）式より α、ΣΔＺＣ−Δｚ（ｐ） であるから ΔＺ−０（ｄ） となり、結像面の変動も同時に補正される。
上記の説明では、大気圧変動による倍率及び結像面の補
正を行なうこととしたが、前述Ｌｆｃ、ごとく、投影対
物レンズの倍率及び結像面に変動を生ずる要因としテリ
、大気圧変動のみならず環境温度変化や露光エネルギー
の吸収によるレンズ自体の温度変化がある。投影光学装
置としての環境温度についてはかなりの精度で定常状態
を保つことが可能である反面、露光エネルギーの吸収に
よるし／ズ自体の温度変化の補償は離しいものであった
が、本発明によれば露光エネルギー照射によって生ずる
レンズ自体の温度変化に帰因する倍率及び結像面の変動
をもａ度良く同時に補正することができる。
正を行なうこととしたが、前述Ｌｆｃ、ごとく、投影対
物レンズの倍率及び結像面に変動を生ずる要因としテリ
、大気圧変動のみならず環境温度変化や露光エネルギー
の吸収によるレンズ自体の温度変化がある。投影光学装
置としての環境温度についてはかなりの精度で定常状態
を保つことが可能である反面、露光エネルギーの吸収に
よるし／ズ自体の温度変化の補償は離しいものであった
が、本発明によれば露光エネルギー照射によって生ずる
レンズ自体の温度変化に帰因する倍率及び結像面の変動
をもａ度良く同時に補正することができる。
すなわち、投影対物し／ズ全系の単位入射エネルギー当
りの倍率変化量をΔＸ（Ｅ）、結像面変化量をΔＺ（Ｅ
）とすると、レンズの露光エネルギー吸収に基づく温度
変化による倍率変動量と結像面変化量との比としての、
変動比Ｖ（Ｅ）は、Ｖ（Ｅ）＝ΔＺ （Ｅ） ／ΔＸ
（Ｅ） （７１と定義される。そこで、前記（２）式に
示した一体的圧力制ｆｉ１１空気室による補正比Ｃを、
（７）式に示１７にレンズの露光エネルギー吸収による
変動比Ｖ（Ｅ）に等しくなる′ようにレンズ間隔を組合
せオ］ばよい。
りの倍率変化量をΔＸ（Ｅ）、結像面変化量をΔＺ（Ｅ
）とすると、レンズの露光エネルギー吸収に基づく温度
変化による倍率変動量と結像面変化量との比としての、
変動比Ｖ（Ｅ）は、Ｖ（Ｅ）＝ΔＺ （Ｅ） ／ΔＸ
（Ｅ） （７１と定義される。そこで、前記（２）式に
示した一体的圧力制ｆｉ１１空気室による補正比Ｃを、
（７）式に示１７にレンズの露光エネルギー吸収による
変動比Ｖ（Ｅ）に等しくなる′ようにレンズ間隔を組合
せオ］ばよい。
即ち、
となるような圧力制御空気室を形成すればよい。
ここで、（８）式の左辺の分母分→−にΔＥを、右辺の
分母分子にΔＰを乗じて書き換えれ−１、（９） となり、この値α′ も（４）式のαと同様に制御率と
もいうべきものとなる。
分母分子にΔＰを乗じて書き換えれ−１、（９） となり、この値α′ も（４）式のαと同様に制御率と
もいうべきものとなる。
従って、この場合、し／ズへの露光エネルギーがΔＥた
け変化したとするとき圧力制御空気室σ）圧力を−α′
・ΔＰたけ変化させることによって、補正後の倍率変化
量ΔｘＶｉ ΔＸ＝ΔＥ、ΔＸ（Ｅ）−α′、ΔＰ、ΣΔＸｃと表わ
され、（９）式より、 α′・ΔＰ、ΣΔＸｃ−ΔＥ、ΔＸ（Ｅ）であるから、 Δ￥−〇 となり、倍率変化が完全に補正される。
け変化したとするとき圧力制御空気室σ）圧力を−α′
・ΔＰたけ変化させることによって、補正後の倍率変化
量ΔｘＶｉ ΔＸ＝ΔＥ、ΔＸ（Ｅ）−α′、ΔＰ、ΣΔＸｃと表わ
され、（９）式より、 α′・ΔＰ、ΣΔＸｃ−ΔＥ、ΔＸ（Ｅ）であるから、 Δ￥−〇 となり、倍率変化が完全に補正される。
また、同様にして、補正後の結像面変化量ΔＺば、Ｊ７
＝＝ΔＥ、ΔＺ （Ｅ）−ａ’−ΔＰ、ΣΔＺｃと表わ
され、（９）式を用いて、 ΔＺ−０ となり、結像面も同時に補正され得ることが明らかであ
る。
＝＝ΔＥ、ΔＺ （Ｅ）−ａ’−ΔＰ、ΣΔＺｃと表わ
され、（９）式を用いて、 ΔＺ−０ となり、結像面も同時に補正され得ることが明らかであ
る。
（実施例）
以下、本発明の実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図はスデソパーに用いられる投影対物レンズの一例を
示すレンズ配置図であり、この対物し／スによりレチク
ル（ｆＬ）上の所定のパターンがウェハ（Ｗ）上に縮小
投影される。図中にはウェハとレチクルとの軸上物点の
共役関係を表わす光線を示した。この対物レンズはレチ
クル（Ｒ）側から順に”１ ＋ ”２ ＋・・・Ｌ□４
の合計１４個のし／ズからなり、各レンズの間隔及びレ
チクル（Ｒ）、ウェハ（Ｗ）との間に、レチクル側から
順にａ＋１）＋ｅ＋・・・・・・、０の合計１５個の空
気間隔が形成されている。この対物レンズの諸元を表１
に示す。但し、ｒは各し／ズ面の曲率半径、Ｄは各レン
ズの中心厚及び空気間隔、Ｎは各レンズのｉ線（λ−３
６５，０ｎｍ ）に対する屈折率を表わし、表中左端の
数字はレチクル側からの順序を表わすものとする。また
、Ｄｏはレチクル（几）と最前レンズ而との間隔、Ｄ３
１は最終レンズ而とウェハ（Ｗ）との間隔を表わす。
１図はスデソパーに用いられる投影対物レンズの一例を
示すレンズ配置図であり、この対物し／スによりレチク
ル（ｆＬ）上の所定のパターンがウェハ（Ｗ）上に縮小
投影される。図中にはウェハとレチクルとの軸上物点の
共役関係を表わす光線を示した。この対物レンズはレチ
クル（Ｒ）側から順に”１ ＋ ”２ ＋・・・Ｌ□４
の合計１４個のし／ズからなり、各レンズの間隔及びレ
チクル（Ｒ）、ウェハ（Ｗ）との間に、レチクル側から
順にａ＋１）＋ｅ＋・・・・・・、０の合計１５個の空
気間隔が形成されている。この対物レンズの諸元を表１
に示す。但し、ｒは各し／ズ面の曲率半径、Ｄは各レン
ズの中心厚及び空気間隔、Ｎは各レンズのｉ線（λ−３
６５，０ｎｍ ）に対する屈折率を表わし、表中左端の
数字はレチクル側からの順序を表わすものとする。また
、Ｄｏはレチクル（几）と最前レンズ而との間隔、Ｄ３
１は最終レンズ而とウェハ（Ｗ）との間隔を表わす。
い捷、この対物レンズにおいて、空気間隔ａ。
ｂｌ・・００気圧をそれぞれ＋１６７．５ｍｍ）Ｉｇだ
け変化させたとすると、各空気間隔の相対屈折率は１．
００００５に変化し、この時の倍率変化、及び結像面す
なわちレチクル（Ｒ・）との共役面の変化は表２ＶＣ示
すようになる。但し、倍率変化ΔＸは、結像面上におい
て気圧変動がない時に光軸より５．６６朋離れた位置に
結像する像点が、各空気間隔の気圧変化後の移動量μｍ
単位で表わし、気圧変動が無い場合の結像面すなわち所
定のウェハ面上により犬きく投影される場合（拡大）を
止符号として示（７だ。また、結像面の変化ΔＺは軸上
の結像点の変化として示し、対物レンズから遠ざかる場
合を止符号として示しだ。両者の佃に共にμｍ単位であ
る。
け変化させたとすると、各空気間隔の相対屈折率は１．
００００５に変化し、この時の倍率変化、及び結像面す
なわちレチクル（Ｒ・）との共役面の変化は表２ＶＣ示
すようになる。但し、倍率変化ΔＸは、結像面上におい
て気圧変動がない時に光軸より５．６６朋離れた位置に
結像する像点が、各空気間隔の気圧変化後の移動量μｍ
単位で表わし、気圧変動が無い場合の結像面すなわち所
定のウェハ面上により犬きく投影される場合（拡大）を
止符号として示（７だ。また、結像面の変化ΔＺは軸上
の結像点の変化として示し、対物レンズから遠ざかる場
合を止符号として示しだ。両者の佃に共にμｍ単位であ
る。
表１
表２
上記のような特性を有する投影対物レンズを用いた本発
明による第１実施例の投影光学装置は、第１０空間ｊか
ら第１３空間ｍｔでの連続する４つのし／−ズ間隔を大
気から遮断し、連通して一体的に圧力制御する構成とし
、これにより大気圧変動による倍率及び結像面の両者の
変動を同時に補正するものである。
明による第１実施例の投影光学装置は、第１０空間ｊか
ら第１３空間ｍｔでの連続する４つのし／−ズ間隔を大
気から遮断し、連通して一体的に圧力制御する構成とし
、これにより大気圧変動による倍率及び結像面の両者の
変動を同時に補正するものである。
ここで、圧力制御を行なう空気室としての４つのし／ズ
間隔Ｊ ＋ ｋ ＋ ｌ ＋ ｍにおいて、単位圧力変
化に対して生ずる倍率変化量ΣΔＸｃ、結像面変化量Σ
ΔＺｃ及び大気圧の単位圧力変化に対し。
間隔Ｊ ＋ ｋ ＋ ｌ ＋ ｍにおいて、単位圧力変
化に対して生ずる倍率変化量ΣΔＸｃ、結像面変化量Σ
ΔＺｃ及び大気圧の単位圧力変化に対し。
て圧力制御空気室を除く全系の空気間隔で生ずる倍皐変
化曾Δｘ （’ ｐ ）、結像面変化量ΔΣ（Ｐ）の各
位は表２より計算され、下記表３のごとくなる。表中に
は、圧力制御空気室による補正比Ｃ及び犬気汁変動によ
る変動比ｖ（ｐ）を併記（た。
化曾Δｘ （’ ｐ ）、結像面変化量ΔΣ（Ｐ）の各
位は表２より計算され、下記表３のごとくなる。表中に
は、圧力制御空気室による補正比Ｃ及び犬気汁変動によ
る変動比ｖ（ｐ）を併記（た。
表３（第１実施例）
このような構成においては、変動比Ｖ（Ｐ）に対して補
正比Ｃは０．９２９（＝Ｃ／Ｖ（Ｐ））とほぼ両者は等
しい関係におり、（５）ＬｇＪ式及び（＋３）（ｇ＋式
に示したごとく、倍率変動も結像面変動も共に同時に補
正されるはずである。ここで、（４）式に示した制御率
αは、（４）式の左辺で与えられる結像面変動について
の制御率と（４）式の中間の辺で与えられる倍率変動に
ついての制御率との平均値とすればα＝ ０．６２であ
る。そこで、大気の圧力変動量が表２に示した状態と同
じ（＋ １５７．５ ｍｍ、１４ｇである場合について
（５）式に各位を代入してみると、ΔＸ＝ ０．３７４
−０．６２ＸＯ，６３＝−０，０１７となる。この値は
全系において何ら補正を行なわない場合の倍率変化量＋
１．００４に対して２％以下であり十分に補正され得る
ことが分る。他方、（６）式に各位を代入してみると、 ΔＺ＝５．７８−０．６２ｘ９．０５＝０．１６９とな
る。この値は全系において何ら補正しない場合の結像面
変化ｉｆ ＋ １４−８３に対して１％程鹿であり、極
めて良好に補正され得ることが明らかである。
正比Ｃは０．９２９（＝Ｃ／Ｖ（Ｐ））とほぼ両者は等
しい関係におり、（５）ＬｇＪ式及び（＋３）（ｇ＋式
に示したごとく、倍率変動も結像面変動も共に同時に補
正されるはずである。ここで、（４）式に示した制御率
αは、（４）式の左辺で与えられる結像面変動について
の制御率と（４）式の中間の辺で与えられる倍率変動に
ついての制御率との平均値とすればα＝ ０．６２であ
る。そこで、大気の圧力変動量が表２に示した状態と同
じ（＋ １５７．５ ｍｍ、１４ｇである場合について
（５）式に各位を代入してみると、ΔＸ＝ ０．３７４
−０．６２ＸＯ，６３＝−０，０１７となる。この値は
全系において何ら補正を行なわない場合の倍率変化量＋
１．００４に対して２％以下であり十分に補正され得る
ことが分る。他方、（６）式に各位を代入してみると、 ΔＺ＝５．７８−０．６２ｘ９．０５＝０．１６９とな
る。この値は全系において何ら補正しない場合の結像面
変化ｉｆ ＋ １４−８３に対して１％程鹿であり、極
めて良好に補正され得ることが明らかである。
第２図は上記のごとき投影対物レンズ中の４つのレンズ
間隔を大気から遮断し一体的に形成した空気室の圧力制
御を行なうことによって、倍率補正と結像面補止どを同
時に達成することが可能な第１実施例による投影光学装
置の概略構成図である。投影対物レニ／ズ（１）は照明
装置（２）により均一照明されたレブクル（Ｒ）上のパ
ターンを、ステージ（３）上に載置されたウエノ・（ｖ
ｖ＞ｂに縮小投影する。投影対物レンズ（１）中には、
第１０壁間ｊ、、第１１空間に、第１２空間１及び第１
６空間ｍに対応する４個の空気室（Ｊ、に、Ｌ。
間隔を大気から遮断し一体的に形成した空気室の圧力制
御を行なうことによって、倍率補正と結像面補止どを同
時に達成することが可能な第１実施例による投影光学装
置の概略構成図である。投影対物レニ／ズ（１）は照明
装置（２）により均一照明されたレブクル（Ｒ）上のパ
ターンを、ステージ（３）上に載置されたウエノ・（ｖ
ｖ＞ｂに縮小投影する。投影対物レンズ（１）中には、
第１０壁間ｊ、、第１１空間に、第１２空間１及び第１
６空間ｍに対応する４個の空気室（Ｊ、に、Ｌ。
Ｍ）は連通部（１１ａ）によって結合され大気から遮断
され、圧力制御空間としてパイプ（１１）を通して圧力
制御される。大気圧と共に圧力が変化する空間は図面の
複雑化を避けるために第２図中から省略した。圧力制御
空間はパイプ（１１）により、対物し／ス外に設けられ
た圧力制御器（１２）に連結されている。そして圧力制
御器（１２）には、フィルタ（１６）を通して加圧空気
供給器（４）から定常的に一定圧力の空気が供給され、
また排気装置（８）により必要に応じて排気される。一
方、空気室の側面にはその内部圧力を検出する圧力セン
サー（１４）が設けられており、この出力４ｇ号は演算
器（５）に送られる。
され、圧力制御空間としてパイプ（１１）を通して圧力
制御される。大気圧と共に圧力が変化する空間は図面の
複雑化を避けるために第２図中から省略した。圧力制御
空間はパイプ（１１）により、対物し／ス外に設けられ
た圧力制御器（１２）に連結されている。そして圧力制
御器（１２）には、フィルタ（１６）を通して加圧空気
供給器（４）から定常的に一定圧力の空気が供給され、
また排気装置（８）により必要に応じて排気される。一
方、空気室の側面にはその内部圧力を検出する圧力セン
サー（１４）が設けられており、この出力４ｇ号は演算
器（５）に送られる。
演規−器（５）には計測器（６）から大気圧の測定値が
入力される。演舞−器（５）には圧力制御空間内の空気
室における単位圧力当りの倍率変化量ΣΔＸｃと結像面
変化量ΣΔＺＣ及び圧力制御空間を除く全系における単
位圧力当りの倍率変化量Δｘ（ｐ ）と結像面変化量゛
Δｚ（ｐ）が記憶されており、また、これらの値により
（４）式に示した制御率αが決定されている。そして、
演算器（５）は計測器（６）からの入力信号により大気
圧の基準状態に対する変動量ΔＰを算出し、これに必要
な圧力制御量すなわち大気圧変動量に逆符号の制御率を
乗じた値−ｋ・ΔＰに相当する圧力制御信号を圧力制御
器（１２）へ送出する。そして、圧力制御器（１２）は
演算器（５）からの信号に応じて加圧空気供給器（４）
からの空気流入量及び排気装置（８）への流出量を適宜
変更し、圧力制御空気室内の圧力を−ｋ・ΔＰだけ変化
させる。
入力される。演舞−器（５）には圧力制御空間内の空気
室における単位圧力当りの倍率変化量ΣΔＸｃと結像面
変化量ΣΔＺＣ及び圧力制御空間を除く全系における単
位圧力当りの倍率変化量Δｘ（ｐ ）と結像面変化量゛
Δｚ（ｐ）が記憶されており、また、これらの値により
（４）式に示した制御率αが決定されている。そして、
演算器（５）は計測器（６）からの入力信号により大気
圧の基準状態に対する変動量ΔＰを算出し、これに必要
な圧力制御量すなわち大気圧変動量に逆符号の制御率を
乗じた値−ｋ・ΔＰに相当する圧力制御信号を圧力制御
器（１２）へ送出する。そして、圧力制御器（１２）は
演算器（５）からの信号に応じて加圧空気供給器（４）
からの空気流入量及び排気装置（８）への流出量を適宜
変更し、圧力制御空気室内の圧力を−ｋ・ΔＰだけ変化
させる。
このような一連の動作により、大気圧変動の経「４変化
に応じて圧力制御空気室の圧力が制御され、投影対物し
／スの倍率と結像面とか常に一定状態に保たｆする。
に応じて圧力制御空気室の圧力が制御され、投影対物し
／スの倍率と結像面とか常に一定状態に保たｆする。
」−記の第１実施例では、第１０空間〜第１３空間寸て
の４つの連続するし／ス間隔台一体的圧力制御空気室と
し、その他のレンズ間隔を全て大気圧と共に圧力変化し
得る構成としたが、圧力制御しないし／ズ間隔のうちの
１部又は全部を大気から遮断し密封することも可能であ
る。例えば、上記第１実施例の構成において、第１４空
間ｎに対応するレンズ間隔を大気から遮断密封する構成
とすることができる。このような第２実施例の場合につ
いて、表６と同様に各変化量及び補正比、変動比を表４
に示ず０ 表４（第２実施例） 表４に示すごとく、圧力制御空気室は第１実施例の場合
と同一であるから、ΣΔＸｃ、ΣΔＺｃ及び補正比Ｃは
表６と同一であり、全系で大気圧変化によって生する倍
率変動量ΔＸ、 （Ｐ ）及び結像面変化量ΔＺ（Ｐ）
の各位は、第１４空間ｎにおける各変化相分たけ表３の
各位と異なっている０従って、変動比Ｖ’（Ｐ）も表３
の場合と異乃っている。この場合、変動比Ｖ（Ｐ）に対
して補正比Ｃは１．ｏ６３Ｃ−Ｃ／Ｖ（Ｐ））であり、
第１実施例の場合よりも変動比と補正比とσ−）割合が
１に近づいている。ここでも（４）式に示した制御率α
を各変動につい′Ｔ４の制御率の平均値とすればα＝０
．５９である。そこで、第１実施例の場合と同様に、（
５）式及び（６）式に各位を代入し、て結果としての変
動量を計算ずれば、 ΔＸ＝ ０．３８２−０．５９ Ｘ ０．６ろ＝ ０．
０１０ΔＺ＝ ５．１６−０．５９ ｘ ９．０５＝−
ｏ、１８となる。この倍率変動量ΔＸは補正しない場合
の１％であり、結像面変動量ΔＺも補正しない場合の１
％程度に過き゛す、両者共に極めて良好に補正されるこ
とが明らかである。
の４つの連続するし／ス間隔台一体的圧力制御空気室と
し、その他のレンズ間隔を全て大気圧と共に圧力変化し
得る構成としたが、圧力制御しないし／ズ間隔のうちの
１部又は全部を大気から遮断し密封することも可能であ
る。例えば、上記第１実施例の構成において、第１４空
間ｎに対応するレンズ間隔を大気から遮断密封する構成
とすることができる。このような第２実施例の場合につ
いて、表６と同様に各変化量及び補正比、変動比を表４
に示ず０ 表４（第２実施例） 表４に示すごとく、圧力制御空気室は第１実施例の場合
と同一であるから、ΣΔＸｃ、ΣΔＺｃ及び補正比Ｃは
表６と同一であり、全系で大気圧変化によって生する倍
率変動量ΔＸ、 （Ｐ ）及び結像面変化量ΔＺ（Ｐ）
の各位は、第１４空間ｎにおける各変化相分たけ表３の
各位と異なっている０従って、変動比Ｖ’（Ｐ）も表３
の場合と異乃っている。この場合、変動比Ｖ（Ｐ）に対
して補正比Ｃは１．ｏ６３Ｃ−Ｃ／Ｖ（Ｐ））であり、
第１実施例の場合よりも変動比と補正比とσ−）割合が
１に近づいている。ここでも（４）式に示した制御率α
を各変動につい′Ｔ４の制御率の平均値とすればα＝０
．５９である。そこで、第１実施例の場合と同様に、（
５）式及び（６）式に各位を代入し、て結果としての変
動量を計算ずれば、 ΔＸ＝ ０．３８２−０．５９ Ｘ ０．６ろ＝ ０．
０１０ΔＺ＝ ５．１６−０．５９ ｘ ９．０５＝−
ｏ、１８となる。この倍率変動量ΔＸは補正しない場合
の１％であり、結像面変動量ΔＺも補正しない場合の１
％程度に過き゛す、両者共に極めて良好に補正されるこ
とが明らかである。
尚、第２実施例による投影光学装置は、第２図に示した
第１実施例による装置において、第１４空間を大気から
遮断密封する構成を刊加するたけであるため、特に図示
しなかった。また、第２実施例の場合は全系で生ずる各
変動量及び制御率σ）値が異なるため演算器（５）にお
ける記憶値及びｉ１算値は当然異なるが、各部材の動作
は実質的に同一である０ 上記第１及び第２実施例では、大気圧変動のみを要因と
する倍率及び結像面の変動補正を行なったが、実際には
、前述したごとく投影対物レンズ自体が露光エネルギー
を吸収して温度変化するためこれに伴なう倍率及び結像
面の変動が生ずる場合がある。このためには、ウニ／％
−の露光に必要な露光エネルギーに加えて、投影対物し
／ズ自体に定常的な露光エネルギーを与えるようにする
ことが望ましい。すなわち、単位時間に投影対物し／ズ
に入射するエネルギーを一定に保つことによって、露光
エネルギーに帰因する倍率及び結像面の変動をなくすよ
うにすることができる。
第１実施例による装置において、第１４空間を大気から
遮断密封する構成を刊加するたけであるため、特に図示
しなかった。また、第２実施例の場合は全系で生ずる各
変動量及び制御率σ）値が異なるため演算器（５）にお
ける記憶値及びｉ１算値は当然異なるが、各部材の動作
は実質的に同一である０ 上記第１及び第２実施例では、大気圧変動のみを要因と
する倍率及び結像面の変動補正を行なったが、実際には
、前述したごとく投影対物レンズ自体が露光エネルギー
を吸収して温度変化するためこれに伴なう倍率及び結像
面の変動が生ずる場合がある。このためには、ウニ／％
−の露光に必要な露光エネルギーに加えて、投影対物し
／ズ自体に定常的な露光エネルギーを与えるようにする
ことが望ましい。すなわち、単位時間に投影対物し／ズ
に入射するエネルギーを一定に保つことによって、露光
エネルギーに帰因する倍率及び結像面の変動をなくすよ
うにすることができる。
ここで、単位時間当りに投影対物レンズに与える露光エ
ネルギーを一定に保つ手法について詳述する。単位時間
として実際上は倍率変化及び結像面変化の飽和時間と比
較して十分に短い時間を設定すオフは良い。単位時間を
短くとれば、そねたけ倍率及び結像面σ）精＃は高くな
る傾向Ｉ／Ｃある。飽和時間は装置によって異なるがお
およそ数分から数十分であるから、単位時間としては数
十秒から数分の間の値を選べば充分である。上記の方法
は入射エネルギーにより倍率及び結像面の変化が発生し
、飽和状態になってから使用するので、使用状態にない
ステッパをあらためて稼働させる際には倍率を飽和させ
る捷で待ち時間がツ・要になる。
ネルギーを一定に保つ手法について詳述する。単位時間
として実際上は倍率変化及び結像面変化の飽和時間と比
較して十分に短い時間を設定すオフは良い。単位時間を
短くとれば、そねたけ倍率及び結像面σ）精＃は高くな
る傾向Ｉ／Ｃある。飽和時間は装置によって異なるがお
およそ数分から数十分であるから、単位時間としては数
十秒から数分の間の値を選べば充分である。上記の方法
は入射エネルギーにより倍率及び結像面の変化が発生し
、飽和状態になってから使用するので、使用状態にない
ステッパをあらためて稼働させる際には倍率を飽和させ
る捷で待ち時間がツ・要になる。
この待ち時間を少なくするために、ウオーミ／グアツブ
時間として最初は単位時間の入射エネルギーを使用時よ
り多くｂたえ、倍率及び結像面の変化を短時間に発生さ
せるのが便利である。
時間として最初は単位時間の入射エネルギーを使用時よ
り多くｂたえ、倍率及び結像面の変化を短時間に発生さ
せるのが便利である。
単位時間に投影光学系に入射するエネルギーはｙｃ源の
明るさ、レチクルの透過率、ウェハの反射率等の影響を
受りるが時間的に最も変動するのは単位時間内にンヤソ
タが開き、照明光が投影光学系に入射している時間の割
合（以下τで表す）である。従って、このτ値を一定に
することが倍率誤差を補償するトで最も大切になる。例
えば単位時間としてステッパ標準稼働時に一枚のウニ・
・を処理する時間τを使用する。定常的な露光動作時の
ｒｉｊ次式で与えられる。
明るさ、レチクルの透過率、ウェハの反射率等の影響を
受りるが時間的に最も変動するのは単位時間内にンヤソ
タが開き、照明光が投影光学系に入射している時間の割
合（以下τで表す）である。従って、このτ値を一定に
することが倍率誤差を補償するトで最も大切になる。例
えば単位時間としてステッパ標準稼働時に一枚のウニ・
・を処理する時間τを使用する。定常的な露光動作時の
ｒｉｊ次式で与えられる。
ここに、ｔ１１ｄウエノ・交換に要する時間ｔ２はウエ
ノＮアシイメ／ト時間 ｔｏは１シヨツトあたり露光時間 ｔｃはステッピング時間 ＮＵ１ウエノ・あたりのショツト数 である。シャッタが開き、投影対物レンズに露光エネル
ギーが入射しているのけ露光時間たけであるので１枚の
ウエノ・あ／こりＮｔＯとなる。ウエノ・が連続して次
々と処理されているときは常に同じ繰り返しでを）す、
τｌｄ変化しない。しかし、何らかの理由でウエノ・の
供給が連続し１行わｔｌなかつたり、装置が故障したり
すると、通常ンヤノタ−が閉じたｉｔで時間が経過する
のでてか小に′ｆＪ１１１１１次にウエノ・露光を町開
した時に伯率及０・結像面の変化が発生１゛る。そのた
め通常の露光動作が停止した時点でての減少を防ぐため
に一定の比率でシャッターを開け、投影対物レンズに露
光エネルギーが入射するようにする。ここでシャッタの
開閉動作は（１０）式のτを保つために以下のように定
めれば良い。すなわち、装置が定常的な露光動作を停止
したと判断するだめの時間をｔ３とする。この間はシャ
ッタは閉状態にある。次にての減少を防ぐためにシャッ
タを開状態に保つ時間ｔ４か必要である。そして、 τ＝ｔ４／（ｔ３＋ｔ４） を満たすようにシャッタを作動する。従ってｔ４け、 ｔ４−で・ｔ ３／’（１−τ） で与えらｔする。この時（１０）式のτを用いればτの
減少が避けられる。
ノＮアシイメ／ト時間 ｔｏは１シヨツトあたり露光時間 ｔｃはステッピング時間 ＮＵ１ウエノ・あたりのショツト数 である。シャッタが開き、投影対物レンズに露光エネル
ギーが入射しているのけ露光時間たけであるので１枚の
ウエノ・あ／こりＮｔＯとなる。ウエノ・が連続して次
々と処理されているときは常に同じ繰り返しでを）す、
τｌｄ変化しない。しかし、何らかの理由でウエノ・の
供給が連続し１行わｔｌなかつたり、装置が故障したり
すると、通常ンヤノタ−が閉じたｉｔで時間が経過する
のでてか小に′ｆＪ１１１１１次にウエノ・露光を町開
した時に伯率及０・結像面の変化が発生１゛る。そのた
め通常の露光動作が停止した時点でての減少を防ぐため
に一定の比率でシャッターを開け、投影対物レンズに露
光エネルギーが入射するようにする。ここでシャッタの
開閉動作は（１０）式のτを保つために以下のように定
めれば良い。すなわち、装置が定常的な露光動作を停止
したと判断するだめの時間をｔ３とする。この間はシャ
ッタは閉状態にある。次にての減少を防ぐためにシャッ
タを開状態に保つ時間ｔ４か必要である。そして、 τ＝ｔ４／（ｔ３＋ｔ４） を満たすようにシャッタを作動する。従ってｔ４け、 ｔ４−で・ｔ ３／’（１−τ） で与えらｔする。この時（１０）式のτを用いればτの
減少が避けられる。
第６図けこのようなシャッタの開閉の時間変化の例を示
す図である。シャッタの開状態を高レベルで、また７ヤ
ノタ閉状態を低レベルであられし。
す図である。シャッタの開状態を高レベルで、また７ヤ
ノタ閉状態を低レベルであられし。
でいる。ウェハ交換時間ｔ１．ウエノ・アライメント時
間ｔ２．及０・Ｎ回繰り返される露光時間１０とステッ
ピング時間ｔｃとでη５イ☆時間Ｔ時間るようにした例
である。（ｔ３＋ｔ４）けτを計算するための単位時間
Ｔであるから、前述のように短いほど８７度が向上する
がウエノ・１枚の処理時間すなわち００）式の分母の値
以下に［２ておけば問題はない。（ｔ３＋ｔ４ ）時間
経過後も定常的な露光動作にゆ帰しないときは（ｔ３＋
ｔ４）をｎ回繰り返せればτの減少を防ぐことができる
。この例ではｔ５ 、 ｔ４ 、τの計磐、及び定常的
な動作が停止したことの判断は電子回路によって行って
もよいし、またオペレータが判断し、各数値を指示人力
してもよい。またτ＝ｔ４／（ｔろ＋ｔ４）が制御され
るべき項なのでｔ３．ｔ４をｉ個に分割しても同様の効
果があることけいうまでもない。第３図の下方に示した
例は２分割した場合である。
間ｔ２．及０・Ｎ回繰り返される露光時間１０とステッ
ピング時間ｔｃとでη５イ☆時間Ｔ時間るようにした例
である。（ｔ３＋ｔ４）けτを計算するための単位時間
Ｔであるから、前述のように短いほど８７度が向上する
がウエノ・１枚の処理時間すなわち００）式の分母の値
以下に［２ておけば問題はない。（ｔ３＋ｔ４ ）時間
経過後も定常的な露光動作にゆ帰しないときは（ｔ３＋
ｔ４）をｎ回繰り返せればτの減少を防ぐことができる
。この例ではｔ５ 、 ｔ４ 、τの計磐、及び定常的
な動作が停止したことの判断は電子回路によって行って
もよいし、またオペレータが判断し、各数値を指示人力
してもよい。またτ＝ｔ４／（ｔろ＋ｔ４）が制御され
るべき項なのでｔ３．ｔ４をｉ個に分割しても同様の効
果があることけいうまでもない。第３図の下方に示した
例は２分割した場合である。
すなわち、各分割部分ごとのシャツタ開時間ｔろｌ。
シャツタ開時間をｔ４ｉとするとき、
Σｔ４ｉ
Σｔ３ｉ＋Σｔ４ｉ
を満たせばよい。この分母の値は即位時間１゛に等しい
。
。
さて、第４図は本発明による第６実施例の概略構成図で
あり、投影対物レンズの内部は断面図とし７て示されて
いる。図中、第１実施例と同等の機能を有する部材には
同一の図番を付（た。この第３実施例は、投影対物レン
ズ内の一部のレンズ間隔の圧力を制御することによって
、露光エネルギーの吸収によって生する投影対物レンズ
の温度変化や環境温間の変化に帰因する倍率及び結像面
の補正を同時に行うものである。対物レンズ基を構成す
る１４個のし／スＬ□＋ Ｌ２ ＋・・・・・・、Ｌ□
４はそれそね第１支持鏡筒（１０１）、第２支持鏡筒（
１（１２）、・・・・・・、第１４支持鏡筒（１１４）
によって支持さオ］ている。これら１４個の支持鏡筒が
積み重ねら１＋ることによって実質的に内部鏡筒が形成
され、これらは外部鏡筒（２０）Ｋよって一体的に収納
支持さｔｌ、押え環（２１）によって固定されている。
あり、投影対物レンズの内部は断面図とし７て示されて
いる。図中、第１実施例と同等の機能を有する部材には
同一の図番を付（た。この第３実施例は、投影対物レン
ズ内の一部のレンズ間隔の圧力を制御することによって
、露光エネルギーの吸収によって生する投影対物レンズ
の温度変化や環境温間の変化に帰因する倍率及び結像面
の補正を同時に行うものである。対物レンズ基を構成す
る１４個のし／スＬ□＋ Ｌ２ ＋・・・・・・、Ｌ□
４はそれそね第１支持鏡筒（１０１）、第２支持鏡筒（
１（１２）、・・・・・・、第１４支持鏡筒（１１４）
によって支持さオ］ている。これら１４個の支持鏡筒が
積み重ねら１＋ることによって実質的に内部鏡筒が形成
され、これらは外部鏡筒（２０）Ｋよって一体的に収納
支持さｔｌ、押え環（２１）によって固定されている。
第７レンズＬ７から第１４レンズＬ１４をそれぞれ支持
する第１支持鏡筒（１０１）〜第１４支持鏡筒（１１４
）によって鏡筒内に１６個のし／ス９間Ｂ−Ｎが形成さ
れており、これらのし／ズ空間１３〜Ｎはそれぞれ第１
図に示した空気間隔ｂ −ｎに対応している。ここで第
７レンズＬ７を支持する第７支持鏡筒（１０７）及び第
８レンズを支持する第８支持鏡筒１［１Ｂ）にはそれぞ
れ隣接する空気室を連通ずるための貫通孔（１０７ａ）
及び（１ｏｓａ）が形成されている。そ（６，て、第６
し／ズＬ６を支持する第６支持鏡筒（１０６）と第９し
／ズＬ、を支持する第９支持鏡筒（１ｏ９）とによって
、Ｇ、Ｈ，Ｉの６つのレンズ空間が一体的に大気から遮
断されて一つの空気室を形成しており、圧力制御ｌ器（
１２）に連結さハたバイブ（１１）を通（７てこの密閉
された空気室の圧力制御がｆｒ、さ１する。捷だ、その
他のし／ズ空間１３−Ｆ及びＪ−ＮＨそれぞれ第１支持
鏡筒（１０１）〜第７支持鏡筒（１０７）及び第９支持
鏡筒（１０９）〜第１４支持鏡筒（１１４）によりで大
気から遮断密封されていて一定の圧力対物し／ズ内のし
／ズ空間のうち一体的な圧力制御を行？５１つのレンズ
空間Ｇ 、 Ｈ、Ｉを除く残りのレンズ空間が全て大気
に対して密封さねているため、大気Ｒ変動に帰因する倍
率及び結像面の変化けほぼ無視することができる。この
ため、他の俊因、例えば露光エネルギーの吸収によるレ
ンズ自体の温度変化による倍率及び結像面の変動を補正
することが６■能である。そこで、前記の表２に示し５
た値より、圧力ｆｔ＋ｌｉ御空気室全空気室る６つのレ
ンズ空間０．Ｈ，Ｉにおける倍率変化預ΣΔＸＣ及び結
像面変化量ΔΣＺ Ｃ並ひに補正比Ｃをぬると上記表５
のとおりである。
する第１支持鏡筒（１０１）〜第１４支持鏡筒（１１４
）によって鏡筒内に１６個のし／ス９間Ｂ−Ｎが形成さ
れており、これらのし／ズ空間１３〜Ｎはそれぞれ第１
図に示した空気間隔ｂ −ｎに対応している。ここで第
７レンズＬ７を支持する第７支持鏡筒（１０７）及び第
８レンズを支持する第８支持鏡筒１［１Ｂ）にはそれぞ
れ隣接する空気室を連通ずるための貫通孔（１０７ａ）
及び（１ｏｓａ）が形成されている。そ（６，て、第６
し／ズＬ６を支持する第６支持鏡筒（１０６）と第９し
／ズＬ、を支持する第９支持鏡筒（１ｏ９）とによって
、Ｇ、Ｈ，Ｉの６つのレンズ空間が一体的に大気から遮
断されて一つの空気室を形成しており、圧力制御ｌ器（
１２）に連結さハたバイブ（１１）を通（７てこの密閉
された空気室の圧力制御がｆｒ、さ１する。捷だ、その
他のし／ズ空間１３−Ｆ及びＪ−ＮＨそれぞれ第１支持
鏡筒（１０１）〜第７支持鏡筒（１０７）及び第９支持
鏡筒（１０９）〜第１４支持鏡筒（１１４）によりで大
気から遮断密封されていて一定の圧力対物し／ズ内のし
／ズ空間のうち一体的な圧力制御を行？５１つのレンズ
空間Ｇ 、 Ｈ、Ｉを除く残りのレンズ空間が全て大気
に対して密封さねているため、大気Ｒ変動に帰因する倍
率及び結像面の変化けほぼ無視することができる。この
ため、他の俊因、例えば露光エネルギーの吸収によるレ
ンズ自体の温度変化による倍率及び結像面の変動を補正
することが６■能である。そこで、前記の表２に示し５
た値より、圧力ｆｔ＋ｌｉ御空気室全空気室る６つのレ
ンズ空間０．Ｈ，Ｉにおける倍率変化預ΣΔＸＣ及び結
像面変化量ΔΣＺ Ｃ並ひに補正比Ｃをぬると上記表５
のとおりである。
表５（第３実施例）
従って、この第６実施例によれば変動比が一１３程度の
倍率及び結像ｄｌｒ変動を生ずる要因に対する補正を行
なうことが可能である。例えは”、一般に投影対物レン
ズが露光エネルギーを吸収して温度上昇する場合には、
結像面が対物し／スに近づく方向、即ち結像面が負方向
に変動するｔ共に倍率が正又は負の小さい値で変動する
傾向にあるが、上記第７３実施例Ｃ（おいては、圧力制
御空気室の圧力を減少させることによって、正の倍率変
化と負の結像面変化とを−１：１６の割合で生すること
ができるため、熟光エネルギー吸収姓−よる対物レンズ
の温度上昇に帰因す６負の結像面変化と正の倍率変化と
を同時に補正することができる。
倍率及び結像ｄｌｒ変動を生ずる要因に対する補正を行
なうことが可能である。例えは”、一般に投影対物レン
ズが露光エネルギーを吸収して温度上昇する場合には、
結像面が対物し／スに近づく方向、即ち結像面が負方向
に変動するｔ共に倍率が正又は負の小さい値で変動する
傾向にあるが、上記第７３実施例Ｃ（おいては、圧力制
御空気室の圧力を減少させることによって、正の倍率変
化と負の結像面変化とを−１：１６の割合で生すること
ができるため、熟光エネルギー吸収姓−よる対物レンズ
の温度上昇に帰因す６負の結像面変化と正の倍率変化と
を同時に補正することができる。
尚、投影対物レンズ自体が露光ユーネルギーを吸収し、
て温度上昇する場合の倍率及０・結像面の変化は、対物
レンズの材料によって大きく異なるため、個々の投影対
物レンズについて実数により各変動量を精確に測定して
おく必要があり、これによってめられる変動比ＶＩＥ）
に最も近い値の補正比Ｃを持つようにレンズ空間を組合
せて圧力制御空気室を構成することが望せしい。捷な、
制御率α及びα′については、前述の第１．第２実施例
のこと〈必ずしも倍率及び結像面についての各制御率の
平均値とするのではなく、補正精変の要求がより厳しい
方の制御率を採用することも有効と考えらね、る。さら
に、上記第６実施例てけ圧力制御を行なうし／ス空間を
除く全マのし／ス空間を密封する構成とＬ−１たが、一
部のみ密封し５、残りを大気圧と共に圧力常動（−得る
千１４成としても全体のし／ス系にお０る大気圧変動に
帰因する倍率及び結像面変動か趣ネセし借る場合があり
、本発明の範囲において個々のし／ズタイブに応じで最
適な圧力制御用空間及び密封空間の絹合せを見い出すこ
とは当業者に６答易になされ得るであろう。
て温度上昇する場合の倍率及０・結像面の変化は、対物
レンズの材料によって大きく異なるため、個々の投影対
物レンズについて実数により各変動量を精確に測定して
おく必要があり、これによってめられる変動比ＶＩＥ）
に最も近い値の補正比Ｃを持つようにレンズ空間を組合
せて圧力制御空気室を構成することが望せしい。捷な、
制御率α及びα′については、前述の第１．第２実施例
のこと〈必ずしも倍率及び結像面についての各制御率の
平均値とするのではなく、補正精変の要求がより厳しい
方の制御率を採用することも有効と考えらね、る。さら
に、上記第６実施例てけ圧力制御を行なうし／ス空間を
除く全マのし／ス空間を密封する構成とＬ−１たが、一
部のみ密封し５、残りを大気圧と共に圧力常動（−得る
千１４成としても全体のし／ス系にお０る大気圧変動に
帰因する倍率及び結像面変動か趣ネセし借る場合があり
、本発明の範囲において個々のし／ズタイブに応じで最
適な圧力制御用空間及び密封空間の絹合せを見い出すこ
とは当業者に６答易になされ得るであろう。
ところで、これ寸で気圧として空気に含まれるＮ２．０
２ 、ＣＯ２，Ｈ２Ｏ・・・・・等の各気体の分圧を考
腸、ぜずに全圧のみを取り扱ってきた。し、か１、本発
明で重要外のけ空気の屈折率を制御することなので通猟
、空気でなくＮ２のみを使ったり全圧一定のもとて各気
体の分圧を制御して空気の屈折率を変化させることも本
発明に肖然含廿れる。
２ 、ＣＯ２，Ｈ２Ｏ・・・・・等の各気体の分圧を考
腸、ぜずに全圧のみを取り扱ってきた。し、か１、本発
明で重要外のけ空気の屈折率を制御することなので通猟
、空気でなくＮ２のみを使ったり全圧一定のもとて各気
体の分圧を制御して空気の屈折率を変化させることも本
発明に肖然含廿れる。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、ステッパの投影倍率及び
結像面が大気圧変化や露光工不ルキーの吸収によるレン
ズ自体の温度変化等によって変動するのを、投影対物し
／ズ系内の部材に機械的移動を与メることなく、従って
非対称な光学性能を生することなく高精度に補正するこ
とが可能である。そして、常に安定してウェハ面への焼
付露光がなされると共に高精度の重ね合せマンチ／グが
なされるため、一段と高密度化しククある超ＬＳＩ等の
半樹体素子の製造に犬きく貢献するものである〇
結像面が大気圧変化や露光工不ルキーの吸収によるレン
ズ自体の温度変化等によって変動するのを、投影対物し
／ズ系内の部材に機械的移動を与メることなく、従って
非対称な光学性能を生することなく高精度に補正するこ
とが可能である。そして、常に安定してウェハ面への焼
付露光がなされると共に高精度の重ね合せマンチ／グが
なされるため、一段と高密度化しククある超ＬＳＩ等の
半樹体素子の製造に犬きく貢献するものである〇
第１図は本発明における一実施例のステッパ用投影対物
し／ズのレンズ構成図、第２図は本発明による投影光学
装置の第１実施例の概略構成図であり、第６図は第１、
第２実施例に適用され得る無光工ネルキー制御のための
ンヤツグーの開閉を示す図、第４図しＪ第６実施例の概
略構成図である。 （主要部分のね号の説明） Ｒ５・・・・・・投影原板（レグ−クル）Ｗ・・・・・
・感光物体（ウエノ・） Ｌよ＋ Ｌ２〜Ｌ１４・・・・・レンズａ、ｂ’＝ｏ
−・空気間隔 Ｂ、Ｃ−Ｎ・・・・・し／ズ空間 １・・・・・投影対物し／ズ １２・・・・・・圧力制御器 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡 辺 隆 男 第１図 第２図 Ｅ 第４０
し／ズのレンズ構成図、第２図は本発明による投影光学
装置の第１実施例の概略構成図であり、第６図は第１、
第２実施例に適用され得る無光工ネルキー制御のための
ンヤツグーの開閉を示す図、第４図しＪ第６実施例の概
略構成図である。 （主要部分のね号の説明） Ｒ５・・・・・・投影原板（レグ−クル）Ｗ・・・・・
・感光物体（ウエノ・） Ｌよ＋ Ｌ２〜Ｌ１４・・・・・レンズａ、ｂ’＝ｏ
−・空気間隔 Ｂ、Ｃ−Ｎ・・・・・し／ズ空間 １・・・・・投影対物し／ズ １２・・・・・・圧力制御器 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡 辺 隆 男 第１図 第２図 Ｅ 第４０
Claims (1)
- 投影原板上のバター／を感光物体面上に投影露光するだ
めの投影対物し／ズと、該投影対物レンズ中において該
投影対物し／ズを構成するし／ズ要素間に形成されたし
／メ空間のうちの少なくとも１ケ所を大気から遮断して
構成された空気室とを設け、該空気室内の圧力変化に際
して生する該投影対物レンズの倍率変化量と結像面変化
量との比の値を、所定の要因による該投影対物レンズの
倍率変化量と結像面変化量との比の値にほぼ等しく構成
すると共に、該空気室内の圧力を制御する圧力制御器を
設り、該圧力制御器により該空気室内の圧力を制御する
ことによって、該所定の要因により生ずる投影対物レン
ズの倍率と結像面との両者の変化を同時に補正し得るこ
とを特徴とする投影光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249093A JPH0616477B2 (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 投影光学装置 |
| US07/120,232 US4871237A (en) | 1983-07-27 | 1987-11-12 | Method and apparatus for adjusting imaging performance of projection optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249093A JPH0616477B2 (ja) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | 投影光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60136746A true JPS60136746A (ja) | 1985-07-20 |
| JPH0616477B2 JPH0616477B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=17187871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58249093A Expired - Lifetime JPH0616477B2 (ja) | 1983-07-27 | 1983-12-26 | 投影光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616477B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6187124A (ja) * | 1984-07-19 | 1986-05-02 | ジ−・シ−・エ−・コ−ポレ−シヨン | マイクロリソグラフイ装置 |
| JPS63199419A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Canon Inc | 投影露光装置 |
| JPS63213341A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-06 | Canon Inc | 投影露光装置 |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP58249093A patent/JPH0616477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6187124A (ja) * | 1984-07-19 | 1986-05-02 | ジ−・シ−・エ−・コ−ポレ−シヨン | マイクロリソグラフイ装置 |
| JPS63199419A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Canon Inc | 投影露光装置 |
| JPS63213341A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-06 | Canon Inc | 投影露光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0616477B2 (ja) | 1994-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |