JP2001264008A

JP2001264008A - Length-measuring system by laser interferometry and exposing device

Info

Publication number: JP2001264008A
Application number: JP2000070311A
Authority: JP
Inventors: Akira Higuchi; 朗樋口; Hidenobu Sato; 秀信佐藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-09-26

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a length-measuring system by laser interferometry capable of improving the positional accuracy of drawing patterns by measuring the position of a stage with high accuracy and calculating the displacement of a synchronous scan with high accuracy. SOLUTION: This system is provided a laser light source 1, moving mirrors 7, a reference mirror 8 as a reference plane, an interferometer 2 for dividing an income light into a measuring beam and a reference beam, and a detector making the measuring beam and the reference beam interfer each other to transfer into electrical signals. Characteristics of vibration transmission of a retaining table 10 for placing a reference mirror 8 is set to be attenuated with respect to the vibration component of the electrode 14 for placing the interferometer 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
露光装置において、ステージの位置計測に用いられるレ
ーザー干渉測長システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser interferometer for use in measuring the position of a stage in an exposure apparatus of a semiconductor manufacturing apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図７は、従来のプロジェクションＥＢ露
光装置１００の概念図である。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a conceptual view of a conventional projection EB exposure apparatus 100.

【０００３】プロジェクションＥＢ露光装置１００は、
マスクステージ１０１に搭載したマスクパターンに、電
子光学系１０２からの電子線を照射し、当該電子線をマ
スクステージ１０１の下部に設けらた電子光学系１０３
により縮小投影して、ウエハステージ１０４に搭載され
たウエハに露光する。この際、マスクパターンをウエハ
上の所定位置に露光するため、マスクステージ１０１と
ウエハステージ１０４とを電子光学系１０３の倍率に応
じて同期させながら移動させる（以下、同期走査を記述
する）。マスクステージ１０１、ウエハステージ１０４
ともにXYの２軸のステージであり、図中X方向を同期走
査の方向とする。紙面に垂直なY方向は、露光するマス
クパターンを選択するためにマスクステージ１０１をス
テップ移動させ、また、露光を開始するウエハ上の位置
を決めるためにステップ移動させる方向である。[0003] The projection EB exposure apparatus 100
The mask pattern mounted on the mask stage 101 is irradiated with an electron beam from the electron optical system 102, and the electron beam is applied to the electron optical system 103 provided below the mask stage 101.
, And the wafer mounted on the wafer stage 104 is exposed. At this time, in order to expose the mask pattern to a predetermined position on the wafer, the mask stage 101 and the wafer stage 104 are moved while being synchronized in accordance with the magnification of the electron optical system 103 (hereinafter, synchronous scanning will be described). Mask stage 101, wafer stage 104
Both are XY biaxial stages, and the X direction in the figure is the direction of synchronous scanning. The Y direction perpendicular to the paper is a direction in which the mask stage 101 is step-moved to select a mask pattern to be exposed, and step-moved to determine a position on the wafer at which exposure is to be started.

【０００４】レーザー干渉測長器１０５は、マスクステ
ージ１０１の位置を計測するためのものであり、レーザ
ー干渉測長器１０６は、ウエハステージ１０４の位置を
計測するためのものであり、レーザー干渉測長器１０５
は、マスクステージとともに定盤１０７上に設けられ、
レーザー干渉測長器１０６は、ウエハステージとともに
定盤１０８上に設けられ、レーザー干渉測長器１０５、
１０６からの信号は、各ステージの位置を制御するとと
もに、マスクステージ１０１とウエハステージ１０４と
の同期走査のずれ量を導出するためのものである。A laser interferometer 105 is for measuring the position of the mask stage 101, and a laser interferometer 106 is for measuring the position of the wafer stage 104. Long arm 105
Is provided on the surface plate 107 together with the mask stage,
The laser interferometer 106 is provided on the platen 108 together with the wafer stage.
The signal from 106 controls the position of each stage and derives the shift amount of the synchronous scanning between the mask stage 101 and the wafer stage 104.

【０００５】前記同期走査のずれ量は、電子光学系１０
３の下部に配置される（図示していない）偏向部に印加
される。そして、偏向部は、前記同期走査のずれ量に基
づいて電子線の光路に電磁場をかけ、電子線をウエハ上
の所定位置に照射する。符号１０９、及び符号１１０
は、真空チャンバーであり、露光雰囲気中を真空にする
ための隔壁である。The shift amount of the synchronous scanning is determined by the electron optical system 10.
3 (not shown). The deflecting unit applies an electromagnetic field to the optical path of the electron beam based on the shift amount of the synchronous scanning, and irradiates the electron beam to a predetermined position on the wafer. Reference numeral 109 and reference numeral 110
Is a vacuum chamber, which is a partition for evacuating the exposure atmosphere.

【０００６】図８は、レーザー干渉測長器１０５の構成
図である。レーザー干渉測長器１０５は、レーザー光源
１１１と、干渉系１１２と、マスクステージ１０１に搭
載した移動鏡１１３と、検出器１１４から構成される。
図中、X方向のみ構成しているが、Y方向にも同様に構成
されることは言うまでもない。干渉系１１２は、レーザ
ー光を参照光路と測定光路に分割するためのビームスプ
リッタ１１５と、直線偏光を円偏光に変換するための１
/4波長版１１６と、参照光路の基準面としての役割を果
たす参照鏡１１７と、レーザー光の光路をシフトし、折
り返すためのコーナーキューブ１１８から構成される。FIG. 8 is a block diagram of the laser interferometer 105. The laser interferometer 105 includes a laser light source 111, an interference system 112, a movable mirror 113 mounted on the mask stage 101, and a detector 114.
In the figure, only the X direction is configured, but it goes without saying that the configuration is the same in the Y direction. The interference system 112 includes a beam splitter 115 for splitting the laser beam into a reference optical path and a measurement optical path, and a beam splitter 115 for converting linearly polarized light into circularly polarized light.
A quarter wavelength plate 116, a reference mirror 117 serving as a reference plane of the reference optical path, and a corner cube 118 for shifting and turning the optical path of the laser beam.

【０００７】ビームスプリッタ１１５により分割され、
参照光路を構成する一方のレーザー光は、参照鏡１１７
により２回反射した後、検出器１１４に入射する。測定
光路を構成する他方のレーザー光は、移動鏡１１３によ
り２回反射した後、検出器１１４に入射し、前記参照光
路を構成するレーザー光と干渉し、電気信号に変換され
る。すなわち、レーザー干渉系１１５は、参照鏡１１７
を基準として移動鏡１１３の相対的な変位を測定するも
のである。The beam is split by a beam splitter 115,
One of the laser beams constituting the reference optical path is transmitted to the reference mirror 117.
After being reflected twice, the light enters the detector 114. The other laser beam constituting the measurement optical path is reflected twice by the movable mirror 113, then enters the detector 114, interferes with the laser beam constituting the reference optical path, and is converted into an electric signal. That is, the laser interference system 115 is
The relative displacement of the movable mirror 113 is measured with reference to FIG.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】プロジェクションＥＢ
露光装置では、露光の処理速度を向上させるためにマス
クステージ、及びウエハステージを高加速、高速度で移
動させる。ステージの高加速度、高速度駆動により、往
復移動時に反力が生じ、当該反力により定盤が大きく振
動する。そこで、反力を逃がす機構を取りつけたり、あ
るいは定盤に加速度計を取りつけて、当該加速度の値に
より定盤の振動をリニアモータなどのアクチュエータに
より制振する、いわゆるアクティブ除振台が用いられて
いる。しかし、アクティブ除振台をもってしても、振動
を完全に除去するのは困難であり、特に露光線幅の微細
化にともない、ステージ駆動による振動の露光への悪影
響が顕著になってきている。SUMMARY OF THE INVENTION Projection EB
In the exposure apparatus, the mask stage and the wafer stage are moved at high acceleration and high speed in order to improve the processing speed of exposure. Due to the high acceleration and high speed driving of the stage, a reaction force is generated during the reciprocating movement, and the surface plate vibrates greatly due to the reaction force. Therefore, a so-called active vibration isolation table is used, in which a mechanism for releasing the reaction force is attached, or an accelerometer is attached to the surface plate, and the vibration of the surface plate is damped by an actuator such as a linear motor based on the acceleration value. I have. However, it is difficult to completely eliminate vibration even with an active vibration isolation table. Particularly, as the exposure line width becomes finer, the adverse effect of exposure to vibration due to stage drive on exposure has become remarkable.

【０００９】図7に基いて、解決すべき課題を詳細に説
明する。マスクステージ１０１とウエハステージ１０４
は、露光時において、移動する方向が反対であり、加速
度、速度も異なる。したがって、定盤１０７と定盤１０
８とは加速度、周波数とも異なった振動をする。定盤１
０７の振動により、マスクステージ１０１、及びレーザ
ー干渉測長器１０５の干渉計１１２ａが振動する。レー
ザー干渉測長器１０５による計測値は、干渉計１１２ａ
からマスクステージの移動鏡までの距離に加えて、マス
クステージ１０１の振動、干渉計１１２ａの振動を含ん
でいる。同様に、定盤１０８の振動により、ウエハステ
ージ１０４、及びレーザー測長器１０６の干渉計１１２
ｂが振動する。レーザー干渉測長器１０６による計測値
は、干渉計１１２ｂからウエハステージの移動鏡までの
距離に加えて、ウエハステージ１０４の振動、干渉計１
１２ｂの振動を含んでいる。このうち、干渉計自体の振
動は、干渉計１１２ａと干渉計１１２ｂとで異なるた
め、前記同期走査のずれ量を求める際の誤差になる。偏
向部は、同期走査のずれ量に基いて電子線の位置を補正
するため、前記誤差は描画パターンの位置精度を悪化さ
せることになる。Problems to be solved will be described in detail with reference to FIG. Mask stage 101 and wafer stage 104
Move in the opposite direction during exposure, and have different accelerations and velocities. Therefore, the platen 107 and the platen 10
It vibrates differently from the acceleration and the frequency. Surface plate 1
The vibration of 07 causes the mask stage 101 and the interferometer 112a of the laser interferometer 105 to vibrate. The value measured by the laser interferometer 105 is the interferometer 112a
In addition to the distance from to the moving mirror of the mask stage, the vibration of the mask stage 101 and the vibration of the interferometer 112a are included. Similarly, the vibration of the surface plate 108 causes the wafer stage 104 and the interferometer 112 of the laser
b vibrates. The value measured by the laser interferometer 106 includes the distance from the interferometer 112b to the moving mirror of the wafer stage, the vibration of the wafer stage 104, and the interferometer 1
12b. Of these, the vibration of the interferometer itself is different between the interferometer 112a and the interferometer 112b, and this is an error in calculating the shift amount of the synchronous scanning. Since the deflecting unit corrects the position of the electron beam based on the amount of deviation in the synchronous scanning, the error deteriorates the positional accuracy of the drawing pattern.

【００１０】本発明は上述した不都合に鑑みてなされた
ものであり、ステージの駆動にともなう定盤の振動の影
響を低減して、ステージの位置を高精度に計測し、同期
走査のずれ量を高精度に求めることにより描画パターン
の位置精度を向上させることのできるレーザー干渉測長
システムを提供するものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned inconveniences, and reduces the influence of the vibration of the surface plate accompanying the driving of the stage, measures the position of the stage with high accuracy, and determines the amount of deviation in synchronous scanning. An object of the present invention is to provide a laser interferometer that can improve the position accuracy of a drawing pattern by obtaining a high accuracy.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、レーザー光
源と、移動体に設けられた移動鏡と、基準面としての参
照鏡と、前記レーザー光源からのレーザー光を前記移動
鏡に向かう測定光と前記参照鏡に向かう参照光とに分岐
するための干渉計と、前記測定光と参照光を干渉させ電
気信号に変換するための検出器を備え、前記測定光と前
記参照光とが平行となるように配置され、前記参照鏡を
設置する保持台の振動伝達特性が前記干渉計を設置する
基板の振動成分に対して減衰するように構成されること
を特徴とするレーザー干渉測長システムである。In order to achieve the above object, according to the present invention, a laser light source, a movable mirror provided on a movable body, and a reference mirror as a reference surface are provided. An interferometer for splitting a laser beam from the laser light source into a measurement beam heading to the moving mirror and a reference beam heading to the reference mirror; and interfering the measurement beam with the reference beam and converting it into an electric signal. And the measurement light and the reference light are arranged so as to be parallel to each other, and the vibration transmission characteristic of the holding table on which the reference mirror is installed is attenuated with respect to the vibration component of the substrate on which the interferometer is installed. And a laser interferometer.

【００１２】また、請求項２記載の発明は、移動体の相
対距離を測定する第１のレーザー干渉測長器と、当該第
１のレーザー干渉測長器を設置する基板の振動を測定す
るための前記基板上に設けられた第２のレーザー干渉測
長器を有し、前記第２のレーザー干渉測長器は、レーザ
ー光を２つの光路に分岐するための干渉計と、一方の光
路の反射面としての固定鏡と、他方の光路を構成する参
照光の反射面としての参照鏡と、前記固定鏡により反射
されたレーザー光と前記参照鏡により反射された参照光
とを干渉させ電気信号に変換するための検出器を備え、
前記参照光を前記第１のレーザー干渉測長器の測定光に
平行に配置し、前記参照鏡を設置する保持台の振動伝達
特性を、前記基板の振動成分に対して減衰するように構
成することを特徴とするレーザー干渉測長システムであ
る。According to a second aspect of the present invention, a first laser interferometer for measuring a relative distance of a moving body and a vibration of a substrate on which the first laser interferometer is installed are measured. A second laser interferometer provided on the substrate, the second laser interferometer measures an interferometer for splitting a laser beam into two optical paths, and one of the optical paths. A fixed mirror as a reflecting surface, a reference mirror as a reflecting surface of a reference light constituting the other optical path, and an interference between the laser light reflected by the fixed mirror and the reference light reflected by the reference mirror to generate an electric signal Equipped with a detector for converting to
The reference light is arranged in parallel with the measurement light of the first laser interferometer, and the vibration transmission characteristic of the holding table on which the reference mirror is installed is attenuated with respect to the vibration component of the substrate. This is a laser interferometer system.

【００１３】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載のレーザー干渉測長システムにおいて、前記第２のレ
ーザー干渉測長器により計数された測定値に対して、設
定された周波数以下の変化を除去する演算を行い、当該
演算値を前記第１のレーザー干渉測長器により計数され
た測定値から減算することを特徴とするレーザー干渉測
長システムである。According to a third aspect of the present invention, in the laser interferometer according to the second aspect, the measured value counted by the second laser interferometer has a frequency lower than a set frequency. A laser interferometer system, wherein an operation for removing a change is performed, and the calculated value is subtracted from a measured value counted by the first laser interferometer.

【００１４】また、請求項４記載の発明は、請求項１、
２、または３記載のレーザー干渉測長システムにおい
て、前記保持台は、前記参照光の伝搬方向に前後移動可
能なステージと、当該ステージを前後方向から支持する
弾性体とから構成されることを特徴とするレーザー干渉
測長システムである。[0014] The invention described in claim 4 is based on claim 1,
4. The laser interferometer according to claim 2, wherein the holding table includes a stage that can move back and forth in the propagation direction of the reference light, and an elastic body that supports the stage in the front and rear direction. It is a laser interferometer system.

【００１５】また、請求項５記載の発明は、請求項１、
２、又は３記載のレーザー干渉測長システムにおいて、
前記保持台は、参照光の伝搬方向に対して垂直な２枚の
平行な板バネにより基板から支持されることを特徴とす
るレーザー干渉測長システムである。[0015] Further, the invention described in claim 5 provides the invention according to claim 1,
In the laser interferometer according to 2, or 3,
The holding table is supported from a substrate by two parallel plate springs perpendicular to the propagation direction of the reference light from the substrate.

【００１６】また、請求項６記載の発明は、請求項１、
２、３、４、または５記載のレーザー干渉測長システム
において、前記移動体はステージであり、前記移動鏡を
ステージ基板の互いに直交する側壁を鏡面とすることに
より構成することを特徴とするレーザー干渉測長システ
ムである。[0016] The invention according to claim 6 is based on claim 1,
6. The laser interferometer according to 2, 3, 4, or 5, wherein the movable body is a stage, and the movable mirror is configured by making side walls orthogonal to each other of a stage substrate into mirror surfaces. This is an interferometer system.

【００１７】また、請求項７記載の発明は、請求項６記
載のレーザー干渉測長システムにおいて、前記ステージ
基板を低熱膨張材であるセラミックス又はガラスにより
構成することを特徴とするレーザー干渉測長システムで
ある。According to a seventh aspect of the present invention, in the laser interferometer according to the sixth aspect, the stage substrate is made of ceramic or glass which is a low thermal expansion material. It is.

【００１８】また、請求項８記載の発明は、請求項１、
２、３、４、５、６、又は７記載のレーザー干渉測長シ
ステムが、マスクステージを設置する定盤、若しくはウ
エハステージを設置する定盤上に設けられることを特徴
とする露光装置である。[0018] The invention according to claim 8 is based on claim 1,
An exposure apparatus, wherein the laser interferometer according to 2, 3, 4, 5, 6, or 7 is provided on a surface plate on which a mask stage is installed or on a surface plate on which a wafer stage is installed. .

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】図１（ａ）は第１の実施形態の上
面図であり、図１（ｂ）は第１の実施形態の正面図であ
る。レーザー光源１は、互いに直交する直線偏光でかつ
異なる周波数を有する２つのレーザー光を出射する。干
渉計２は、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板４、
１／４波長板５、コーナーキューブ６から構成される。
偏光ビームスプリッタ３は、上記２つのレーザー光を測
定光路と参照光路とに分離する。１／４波長板４、５
は、レーザー光を直線偏光から円偏光へ、又は円偏光か
ら直線偏光に変換するためのものである。コーナーキュ
ーブ６は、レーザー光をシフトさせて折り返すためのも
のである。FIG. 1A is a top view of the first embodiment, and FIG. 1B is a front view of the first embodiment. The laser light source 1 emits two laser beams having mutually orthogonal linearly polarized light and different frequencies. The interferometer 2 includes a polarizing beam splitter 3, a quarter-wave plate 4,
It comprises a quarter-wave plate 5 and a corner cube 6.
The polarization beam splitter 3 splits the two laser beams into a measurement optical path and a reference optical path. Quarter wave plates 4, 5
Is for converting laser light from linearly polarized light to circularly polarized light or from circularly polarized light to linearly polarized light. The corner cube 6 shifts and turns the laser light.

【００２０】測定光路を構成するレーザー光（以下、測
定光と記載する）は、１／４波長板４により円偏光に変
換された後、移動体（図示せず）に設けられた移動鏡７
により反射され、偏光ビームスプリッタ３に戻り、コー
ナーキューブ６により折り返され、再び移動鏡７により
反射され、検出器９に入射する。すなわち、測定光は移
動鏡７との間を２往復する。参照光路を構成するレーザ
ー光（以下、参照光と記載する）は、偏光ビームスプリ
ッタ３の反射面３ａにより反射され、測定光路に対して
平行にされ、１／４波長板５により円偏光に変換された
後、参照鏡８により反射する。さらに、参照光は、偏光
ビームスプリッタ３に戻り、コーナーキューブ６により
折り返され、再び参照鏡８により反射され、検出器９に
入射し、上記測定光と干渉し、電気信号に変換される。
参照鏡８は、基準面としての役割を果たす。レーザー干
渉測長器は、参照鏡８に対する移動鏡７の相対距離を測
定する。A laser beam (hereinafter, referred to as a measuring beam) constituting a measuring optical path is converted into circularly polarized light by a quarter-wave plate 4, and then a movable mirror 7 provided on a moving body (not shown).
, Return to the polarization beam splitter 3, are turned back by the corner cube 6, are again reflected by the movable mirror 7, and enter the detector 9. That is, the measurement light makes two round trips with the movable mirror 7. Laser light (hereinafter referred to as reference light) constituting the reference light path is reflected by the reflection surface 3a of the polarization beam splitter 3, is made parallel to the measurement light path, and is converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 5. Then, the light is reflected by the reference mirror 8. Further, the reference light returns to the polarization beam splitter 3, is turned back by the corner cube 6, is reflected again by the reference mirror 8, enters the detector 9, interferes with the measurement light, and is converted into an electric signal.
The reference mirror 8 serves as a reference plane. The laser interferometer measures a relative distance of the movable mirror 7 with respect to the reference mirror 8.

【００２１】本実施形態では、参照鏡８を参照光の伝搬
方向に移動可能なステージ１０に設ける。ステージ１０
の軸受けは、静止摩擦のない軸受けであることが望まし
い。ステージ１０の軸受けとしては、例えば空気軸受け
や、テフロン（登録商標）等の摺動面を有する軸受け
や、摩擦の少ない転がり軸受けが用いられる。In this embodiment, the reference mirror 8 is provided on the stage 10 which can move in the direction of propagation of the reference light. Stage 10
Are preferably bearings without static friction. As the bearing of the stage 10, for example, an air bearing, a bearing having a sliding surface such as Teflon (registered trademark), or a rolling bearing with low friction is used.

【００２２】ステージ１０は、弾性体としてのバネ１
１、１２により移動方向の前後から支持される。バネ１
１の一端は干渉計２の固定部１３に連結され、他端はス
テージ１０に連結される。バネ１２の一端は基板１４に
固定された柱１５に連結され、他端はステージ１０に連
結される。なお、弾性体としてゴムを用いることもでき
る。The stage 10 includes a spring 1 as an elastic body.
Supports 1 and 12 are provided from the front and rear in the moving direction. Spring 1
One end of 1 is connected to the fixed part 13 of the interferometer 2, and the other end is connected to the stage 10. One end of the spring 12 is connected to a column 15 fixed to a substrate 14, and the other end is connected to the stage 10. Note that rubber can be used as the elastic body.

【００２３】図２は、第１の実施形態の周波数伝達特性
を示したものである。すなわち、基板１４をインパルス
ハンマーにより励振させたときの参照鏡８の振動伝達特
性を示している。図中、横軸は振動の周波数を示し、縦
軸は伝達関数の値（ｄＢ）を示す。共振周波数ｆｒは、
ステージの可動部１０ａ、及び参照鏡８の質量Ｍと、バ
ネ１１、１２のバネ定数ｋにより次式により決定され
る。ｆｒ＝(√(k/2M))/(2π)本実施形態では、ウエハや
マスクを搭載するステージ（図示せず）を駆動すること
による基板１４の振動周波数成分に対して、参照鏡８の
振動伝達値が十分減衰するように、質量Ｍ及びバネ定数
ｋを設定する。すなわち、基板１４の振動の低周波数成
分に対して、上記共振点ｆｒを十分低く設定する。FIG. 2 shows the frequency transfer characteristic of the first embodiment. That is, it shows the vibration transmission characteristics of the reference mirror 8 when the substrate 14 is excited by the impulse hammer. In the figure, the horizontal axis indicates the frequency of vibration, and the vertical axis indicates the value (dB) of the transfer function. The resonance frequency fr is
The mass is determined by the following equation based on the mass M of the movable part 10a of the stage and the reference mirror 8, and the spring constant k of the springs 11 and 12. fr = (√ (k / 2M)) / (2π) In the present embodiment, the vibration of the reference mirror 8 is controlled by the vibration frequency component of the substrate 14 caused by driving a stage (not shown) on which a wafer or a mask is mounted. The mass M and the spring constant k are set so that the vibration transmission value is sufficiently attenuated. That is, the resonance point fr is set sufficiently low with respect to the low frequency component of the vibration of the substrate 14.

【００２４】このように参照鏡８の周波数伝達関数を設
定することにより、ステージの駆動によって基板１４が
振動しても、当該振動周波数成分に対して参照鏡８を擬
似的に静止させることが可能になる。すなわち、基板１
４の振動に関わらず、参照鏡８を安定させることがで
き、レーザー干渉測長器の干渉計自体の振動による計測
誤差を低減することができる。By setting the frequency transfer function of the reference mirror 8 in this manner, even if the substrate 14 vibrates due to the driving of the stage, the reference mirror 8 can be quasi-statically stopped with respect to the vibration frequency component. become. That is, the substrate 1
Regardless of the vibration of 4, the reference mirror 8 can be stabilized, and measurement errors due to the vibration of the interferometer itself of the laser interferometer can be reduced.

【００２５】図３は、第２の実施形態の正面図である。
第１の実施形態との相違点について説明する。第２の実
施形態では参照鏡８の保持台１６を参照光１７の伝搬方
向に対して垂直な２枚の平行な板バネ１８、１９により
支持する。上記構造により参照鏡８は、参照光に対して
傾くことなく、前後方向に移動させることが可能にな
る。本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、板バネ
１８、１９を含む参照鏡８の周波数伝達関数を、ステー
ジを駆動することによる基板１４の振動周波数成分に対
して十分減衰するように設定する。FIG. 3 is a front view of the second embodiment.
The differences from the first embodiment will be described. In the second embodiment, the holding table 16 of the reference mirror 8 is supported by two parallel leaf springs 18 and 19 perpendicular to the propagation direction of the reference light 17. With the above structure, the reference mirror 8 can be moved in the front-rear direction without tilting with respect to the reference light. Also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the frequency transfer function of the reference mirror 8 including the leaf springs 18 and 19 is sufficiently attenuated against the vibration frequency component of the substrate 14 caused by driving the stage. Set.

【００２６】図４は、第3の実施形態の上面図である。
第3の実施形態は、移動体（図示せず）に設けられた移
動鏡７の相対距離を測定する第１のレーザー干渉測長器
２０と、当該レーザー干渉測長器２０を設置する基板２
１の振動を測定するための第２のレーザー干渉測長器２
２とを備える。レーザー光源１からのレーザー光は、ビ
ームスプリッタ２３により分割され、一方は第１のレー
ザー干渉測長器２０へ、他方は第２のレーザー干渉測長
器２２に向かう。符号２４は反射鏡である。第１のレー
ザー干渉測長器２０は、図７に示した従来技術としての
レーザー干渉測長器と同様であるので、説明を省略す
る。なお、第１のレーザー干渉測長器２０の検出器２５
により出力された電気信号をｓ１とする。FIG. 4 is a top view of the third embodiment.
In the third embodiment, a first laser interferometer 20 for measuring a relative distance of a movable mirror 7 provided on a moving body (not shown) and a substrate 2 on which the laser interferometer 20 is installed are described.
2nd laser interferometer 2 for measuring vibration of 1
2 is provided. Laser light from the laser light source 1 is split by a beam splitter 23, one of which is directed to a first laser interferometer 20 and the other is directed to a second laser interferometer 22. Reference numeral 24 denotes a reflecting mirror. The first laser interferometer 20 is the same as the laser interferometer of the prior art shown in FIG. In addition, the detector 25 of the first laser interferometer 20 is used.
Let s1 be the electrical signal output by

【００２７】第２のレーザー干渉測長器２２は、レーザ
ー光を偏光ビームスプリッタ３０により固定鏡３１に向
かう第１の光路と、参照鏡３２に向かう第２の光路に分
割する。そして、第２の光路を、第１のレーザー干渉測
長器２０の測定光路２０ａに対して平行にする。１／４
波長板３３、コーナーキューブ３４の作用については、
前述した通りであるので、省略する。参照鏡３２は、第
２の光路の方向に移動可能なステージ３５に搭載され
る。ステージ３５の軸受け（図示せず）は、静止摩擦の
ない軸受けであることが望ましい。ステージ３５の軸受
けとしては、例えば空気軸受けや、テフロン等の摺動面
を有する軸受けや、摩擦の少ない転がり軸受けが用いら
れる。ステージ３５は、弾性体としてのバネ３６、３７
により移動方向の前後から支持される。バネ３６の一端
は干渉計の固定部２２ａに連結され、他端はステージ３
５に連結される。バネ３７の一端は基板２１に固定され
た柱３８に連結され、他端はステージ３５に連結される
そして、ステージ３５の可動部の重量やバネ３６、３７
のバネ定数を、マスクやウエハを搭載するステージ（図
示せず）を駆動することによる基板２１の振動周波数成
分に対して、参照鏡８の振動伝達値が十分減衰するよう
に設定する。このように設定することにより、基板２１
の振動に関わらず、参照鏡３２を静止した状態に保つこ
とができる。第２のレーザー干渉測長器２２の検出器３
９により出力される電気信号ｓ２は、基板２１の振動そ
のものになる。The second laser interferometer 22 divides the laser light by the polarizing beam splitter 30 into a first optical path toward the fixed mirror 31 and a second optical path toward the reference mirror 32. Then, the second optical path is made parallel to the measurement optical path 20a of the first laser interferometer 20. 1/4
Regarding the operation of the wave plate 33 and the corner cube 34,
As described above, the description is omitted. The reference mirror 32 is mounted on a stage 35 that can move in the direction of the second optical path. It is desirable that the bearing (not shown) of the stage 35 be a bearing having no static friction. As the bearing of the stage 35, for example, an air bearing, a bearing having a sliding surface such as Teflon, or a rolling bearing with little friction is used. The stage 35 includes springs 36 and 37 as elastic bodies.
Is supported from the front and rear in the moving direction. One end of the spring 36 is connected to the fixed part 22 a of the interferometer, and the other end is connected to the stage 3.
5 is connected. One end of the spring 37 is connected to a column 38 fixed to the substrate 21, and the other end is connected to the stage 35.
Is set such that the vibration transmission value of the reference mirror 8 is sufficiently attenuated with respect to the vibration frequency component of the substrate 21 caused by driving a stage (not shown) on which a mask or a wafer is mounted. With this setting, the substrate 21
Irrespective of the vibration of the reference mirror 32, the reference mirror 32 can be kept stationary. Detector 3 of second laser interferometer 22
The electric signal s2 output by 9 becomes the vibration itself of the substrate 21.

【００２８】図５は、信号ｓ１及び信号ｓ２の処理回路
４０を示した概念図である。信号ｓ１はカウンタ回路４
１、信号ｓ２はカウンタ回路４２へ入力される。図中、
ＲＥＦは、レーザー光源１からの基準信号であり、レー
ザー光源１から出射する互いに直交する偏光の周波数差
の信号である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing the processing circuit 40 for the signals s1 and s2. The signal s1 is the counter circuit 4
1, the signal s2 is input to the counter circuit 42. In the figure,
REF is a reference signal from the laser light source 1, and is a signal of a frequency difference between mutually orthogonal polarized lights emitted from the laser light source 1.

【００２９】カウンタ回路４１から出力される信号ｓ３
は、移動鏡７の移動量を示す。カウンタ回路４２から出
力される信号ｓ４は、参照鏡に対する基板２１の位置変
動（すなわち、基板２１の振動）を示す。信号ｓ４は、
フィルター回路４３に入力される。フィルター回路４３
は、信号ｓ４の周波数成分からある設定された周波数以
下の成分を除くものである。補正回路４４は、フィルタ
回路４３から出力された信号ｓ５を、信号ｓ３より減算
するための回路である。補正回路４４からの出力は、ス
テージの制御信号やプロジェクションＥＢ露光装置の場
合には電子ビームのウエハへの照射位置を補正するため
の補正信号ｓ６として用いられる。The signal s3 output from the counter circuit 41
Indicates the amount of movement of the movable mirror 7. The signal s4 output from the counter circuit 42 indicates a position change of the substrate 21 with respect to the reference mirror (that is, vibration of the substrate 21). The signal s4 is
The signal is input to the filter circuit 43. Filter circuit 43
Removes components below a certain set frequency from the frequency components of the signal s4. The correction circuit 44 is a circuit for subtracting the signal s5 output from the filter circuit 43 from the signal s3. The output from the correction circuit 44 is used as a control signal for the stage or a correction signal s6 for correcting the irradiation position of the electron beam on the wafer in the case of the projection EB exposure apparatus.

【００３０】次に、処理回路４０の作用について示す。
マスクを搭載するステージが駆動されると、基板２１は
振動するが、基板２１が傾く場合もあり得る。また、参
照鏡３２の共振周波数以下の振動成分が基板の振動に重
畳している場合もあり得る。この場合、第２のレーザー
干渉測長器の出力ｓ４に、基板２１の振動に加えて基板
が傾くことによる参照鏡３２の移動量等が加わることに
なる。上記移動量は、第１のレーザー干渉測長器の出力
ｓ３には含まれない。Next, the operation of the processing circuit 40 will be described.
When the stage on which the mask is mounted is driven, the substrate 21 vibrates, but the substrate 21 may be inclined. Further, a vibration component lower than the resonance frequency of the reference mirror 32 may be superimposed on the vibration of the substrate. In this case, the output s4 of the second laser interferometer will include the amount of movement of the reference mirror 32 due to the tilting of the substrate in addition to the vibration of the substrate 21. The movement amount is not included in the output s3 of the first laser interferometer.

【００３１】当該移動量をフィルター回路４３の作用に
より、信号ｓ４から除去する。基板２１の振動成分は、
信号ｓ１、及び信号ｓ２にほぼ同量だけ重畳しているた
め、補正回路４４の作用によりほぼ除去することが可能
となる。したがって、補正回路４４から出力される信号
ｓ６は、基板の振動を除いた移動体の移動量である。The movement amount is removed from the signal s4 by the operation of the filter circuit 43. The vibration component of the substrate 21 is
Since the signals s1 and s2 are superimposed on the signal s2 by substantially the same amount, the signal s1 and the signal s2 can be substantially removed by the operation of the correction circuit 44. Therefore, the signal s6 output from the correction circuit 44 is the moving amount of the moving body excluding the vibration of the substrate.

【００３２】いわゆるスキャナーとよばれる露光装置で
は、前述したレーザー干渉測長システムを、マスクステ
ージを設置する定盤上及びウエハステージを設置する定
盤上に設けるのが望ましい。このように本実施形態を両
定盤上に設置することにより、両方の定盤が相互に異な
る振動をしても、当該振動によるステージの位置計測誤
差を低減することができる。そして、マスクステージと
ウエハステージとの同期走査のずれ量を正確に求めるこ
とができるようになる。In an exposure apparatus called a scanner, it is desirable that the above-mentioned laser interferometer is provided on a surface plate on which a mask stage is installed and on a surface plate on which a wafer stage is installed. By installing the present embodiment on both surface plates in this way, even if both surface plates vibrate differently, it is possible to reduce a position measurement error of the stage due to the vibrations. Then, it becomes possible to accurately determine the amount of shift in synchronous scanning between the mask stage and the wafer stage.

【００３３】図6は、マスクを搭載するＸＹステージの
ステージ基板５０の斜視図である。ステージ基板５０
は、線膨張率の低いガラスやセラミックス（セラミック
スの例としてはコージライト）が使用される。ステージ
基板のうち移動鏡５０ａに相当する面には、測定光を反
射されるための反射膜（例えば、ＡｕやＡｌ）が蒸着さ
れる。このように、レーザー干渉測長を行うための移動
鏡をステージ基板５０上に一体的に構成することによ
り、ＸＹステージが高加速、高速度で移動したときの移
動鏡の位置ずれや歪みを防止でき、マスクステージの高
精度な位置決めを行うことができる。FIG. 6 is a perspective view of a stage substrate 50 of an XY stage on which a mask is mounted. Stage substrate 50
Glass or ceramics (cordrite as an example of ceramics) having a low coefficient of linear expansion is used. A reflection film (for example, Au or Al) for reflecting the measurement light is deposited on a surface of the stage substrate corresponding to the movable mirror 50a. As described above, by integrally configuring the movable mirror for performing the laser interferometer on the stage substrate 50, displacement and distortion of the movable mirror when the XY stage moves at high acceleration and high speed can be prevented. Thus, highly accurate positioning of the mask stage can be performed.

【００３４】[0034]

【発明の効果】請求項１、２、３、４、５、６、７、又
は８記載の発明によれば、ステージの駆動によって定盤
が振動しても、当該振動による計測誤差を低減し、ステ
ージの位置を高精度に測定することができる。請求項２
記載の発明によれば、ステージが傾いたり、若しくは保
持台の共振周波数以下の振動成分が定盤の振動に重畳し
た場合にも、当該振動の影響を除去し、ステージの位置
を高精度に測定することができる。According to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, or eighth aspect of the invention, even if the surface plate vibrates due to the driving of the stage, the measurement error due to the vibration can be reduced. The position of the stage can be measured with high accuracy. Claim 2
According to the described invention, even when the stage is tilted or a vibration component lower than the resonance frequency of the holding table is superimposed on the vibration of the surface plate, the influence of the vibration is removed, and the position of the stage is measured with high accuracy. can do.

【００３５】請求項６、または７記載の発明によれば、
マスクステージやウエハステージが高加速度、高速度で
駆動しても、移動鏡の位置がずれたり、移動鏡の反射面
が歪んでしまうことはなく、高精度にステージの位置を
計測することができる。特に、請求項７記載の発明によ
れば、温度変化があっても移動鏡が歪んだり、伸縮する
ことがないため、ステージの位置を高精度に計測するこ
とができる。According to the invention described in claim 6 or 7,
Even if the mask stage and the wafer stage are driven at high acceleration and high speed, the position of the moving mirror does not shift or the reflecting surface of the moving mirror is not distorted, and the position of the stage can be measured with high accuracy. . In particular, according to the invention described in claim 7, since the movable mirror does not deform or expand and contract even when there is a temperature change, the position of the stage can be measured with high accuracy.

【００３６】請求項８記載の発明によれば、同期走査の
ずれ量を高精度に求めることができるため、描画パター
ンの位置精度やパターンの再現性を向上させることがで
きる。According to the eighth aspect of the present invention, since the amount of deviation in synchronous scanning can be determined with high accuracy, the positional accuracy of the drawing pattern and the reproducibility of the pattern can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施形態の構成図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention,
(A) is a top view, (b) is a front view.

【図２】本発明のにおいて、参照鏡の振動周波数特性を
示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a vibration frequency characteristic of a reference mirror in the present invention.

【図３】本発明の第２の実施形態の正面図である。FIG. 3 is a front view of a second embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第３の実施形態の上面図である。FIG. 4 is a top view of a third embodiment of the present invention.

【図５】本発明において、信号ｓ１及び信号ｓ２の処理
回路の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of a processing circuit for a signal s1 and a signal s2 in the present invention.

【図６】マスクを搭載するＸＹステージのステージ基板
の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a stage substrate of an XY stage on which a mask is mounted.

【図７】従来技術としての露光装置の縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional exposure apparatus.

【図８】従来技術としてのレーザー干渉測長器の上面図
である。FIG. 8 is a top view of a conventional laser interferometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１レーザー光源２干渉計３偏光ビームスプリッタ４、５１／４波長板６コーナーキューブ７移動鏡８参照鏡９検出器１０ステージ１１、１２バネ１３固定部１４基板１５柱 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Interferometer 3 Polarization beam splitter 4, 5 1/4 wavelength plate 6 Corner cube 7 Moving mirror 8 Reference mirror 9 Detector 10 Stage 11, 12 Spring 13 Fixed part 14 Substrate 15 pillar

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６ＢＦターム(参考） 2F064 AA02 AA03 BB01 DD05 FF01 FF06 GG12 GG16 GG22 GG23 GG38 2F065 AA02 AA20 DD14 DD15 FF55 GG04 GG23 HH04 HH09 JJ05 LL12 LL17 LL36 LL37 PP12 QQ25 QQ51 TT02 UU04 2H097 AA03 AB09 BA10 CA16 GB00 KA03 KA29 LA10 5F046 AA23 BA05 CC01 CC02 CC16 DA06 DA07 DB05 DB11 ──────────────────────────────────────────────────続き Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/30 516B F-term (Reference) 2F064 AA02 AA03 BB01 DD05 FF01 FF06 GG12 GG16 GG22 GG23 GG38 2F065 AA02 AA20 DD14 DD15 FF55 GG04 GG23 HH04 HH09 JJ05 LL12 LL17 LL36 LL37 PP12 QQ25 QQ51 TT02 UU04 2H097 AA03 AB09 BA10 CA16 GB00 KA03 KA29 LA10 5F046 AA23 BA05 CC01 CC02 CC16 DA06 DA07 DB05 DB11

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項１】レーザー光源と、移動体に設けられた移動
鏡と、基準面としての参照鏡と、前記レーザー光源から
のレーザー光を前記移動鏡に向かう測定光と前記参照鏡
に向かう参照光とに分岐するための干渉計と、前記測定
光と参照光を干渉させ電気信号に変換するための検出器
を備え、前記測定光と前記参照光とが平行となるように
配置され、前記参照鏡を設置する保持台の振動伝達特性
が前記干渉計を設置する基板の振動成分に対して減衰す
るように構成されることを特徴とするレーザー干渉測長
システム。1. A laser light source, a movable mirror provided on a movable body, a reference mirror as a reference plane, a laser beam from the laser light source for measuring light traveling toward the movable mirror and a reference light traveling toward the reference mirror An interferometer for branching into, and a detector for causing the measurement light and the reference light to interfere with each other and to be converted into an electric signal, wherein the measurement light and the reference light are arranged so as to be parallel, and the reference A laser interferometer system, wherein a vibration transmission characteristic of a holding table on which a mirror is installed is attenuated with respect to a vibration component of a substrate on which the interferometer is installed.

【請求項２】移動体の相対距離を測定する第１のレー
ザー干渉測長器と、当該第１のレーザー干渉測長器を設
置する基板の振動を測定するための前記基板上に設けら
れた第２のレーザー干渉測長器を有し、前記第２のレー
ザー干渉測長器は、レーザー光を２つの光路に分岐する
ための干渉計と、一方の光路の反射面としての固定鏡
と、他方の光路を構成する参照光の反射面としての参照
鏡と、前記固定鏡により反射されたレーザー光と前記参
照鏡により反射された参照光とを干渉させ電気信号に変
換するための検出器を備え、前記参照光を前記第１のレ
ーザー干渉測長器の測定光に平行に配置し、前記参照鏡
を設置する保持台の振動伝達特性を、前記基板の振動成
分に対して減衰するように構成することを特徴とするレ
ーザー干渉測長システム。2. A first laser interferometer for measuring a relative distance of a moving body, and provided on the substrate for measuring a vibration of a substrate on which the first laser interferometer is installed. It has a second laser interferometer, the second laser interferometer, an interferometer for splitting laser light into two optical paths, and a fixed mirror as a reflection surface of one optical path, A reference mirror as a reflection surface of the reference light constituting the other optical path, a detector for causing the laser light reflected by the fixed mirror and the reference light reflected by the reference mirror to interfere with each other and convert it into an electric signal. The reference light is arranged in parallel with the measurement light of the first laser interferometer, so that the vibration transmission characteristic of the holding table on which the reference mirror is installed is attenuated with respect to the vibration component of the substrate. Laser interferometry system characterized by comprising M

【請求項３】請求項２記載のレーザー干渉測長システム
において、前記第２のレーザー干渉測長器により計数された測定値
に対して、設定された周波数以下の変化を除去する演算
を行い、当該演算値を前記第１のレーザー干渉測長器に
より計数された測定値から減算することを特徴とするレ
ーザー干渉測長システム。3. The laser interferometer according to claim 2, wherein an operation for removing a change below a set frequency is performed on the measured value counted by the second laser interferometer. A laser interferometer system, wherein the calculated value is subtracted from a measured value counted by the first laser interferometer.

【請求項４】請求項１、２、または３記載のレーザー干
渉測長システムにおいて、前記保持台は、前記参照光の
伝搬方向に前後移動可能なステージと、当該ステージを
前後方向から支持する弾性体とから構成されることを特
徴とするレーザー干渉測長システム。4. The laser interferometer according to claim 1, wherein the holding table is movable in a forward and backward direction in a propagation direction of the reference light, and an elastic supporting the stage in the forward and backward directions. A laser interferometer measuring system comprising a body.

【請求項５】請求項１、２、又は３記載のレーザー干渉
測長システムにおいて、前記保持台は、参照光の伝搬方
向に対して垂直な２枚の平行な板バネにより基板から支
持されることを特徴とするレーザー干渉測長システム。5. The laser interferometer according to claim 1, wherein the holding table is supported from the substrate by two parallel leaf springs perpendicular to the propagation direction of the reference light. A laser interferometer that is characterized in that:

【請求項６】請求項１、２、３、４、または５記載のレ
ーザー干渉測長システムにおいて、前記移動体はステージであり、前記移動鏡をステージ基
板の互いに直交する側壁を鏡面とすることにより構成す
ることを特徴とするレーザー干渉測長システム。6. The laser interferometer according to claim 1, wherein said movable body is a stage, and said movable mirrors are mirror surfaces on mutually orthogonal side walls of a stage substrate. A laser interferometer system characterized by comprising:

【請求項７】請求項６記載のレーザー干渉測長システム
において、前記ステージ基板を低熱膨張材であるセラミックス又は
ガラスにより構成することを特徴とするレーザー干渉測
長システム。7. The laser interferometer according to claim 6, wherein the stage substrate is made of ceramic or glass which is a low thermal expansion material.

【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６、又は７記
載のレーザー干渉測長システムが、マスクステージを設
置する定盤、若しくはウエハステージを設置する定盤上
に設けられることを特徴とする露光装置。8. A laser interferometer according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7, which is provided on a surface plate on which a mask stage is installed or on a surface plate on which a wafer stage is installed. An exposure apparatus comprising: