JP2696984B2

JP2696984B2 - 投影光学装置

Info

Publication number: JP2696984B2
Application number: JP63225961A
Authority: JP
Inventors: 哲夫谷口; 一明鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JPH0274024A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば集積回路の製造用に使用される露光
装置のような所定像の結像を行う投影光学装置に関する
ものであり、特にその結像特性の維持に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第２図は、従来より使用されている縮小投影型露光装
置（ステッパー）の構成を示し、装置全体は一定温度
（例えば、23±0.1℃）、一定の洗浄度（例えば、クラ
ス10）に制御されたクリーンチャンバ内に収納される。
このステッパーは水銀灯光源２からの光を適当な照照明
光学系部40を介してレクチルＲに一様な照度で照射し、
レチクルＲのパターンを投影レンズ系（鏡筒とレンズ素
子を含む）７を通してウエハＷ上にレジスト層に、ステ
ップ・アンド・リピート方式で露光するものである。ス
テッパー全体は防振台30上に構築されており、防振台30
上の定盤の上にはＹ方向に１次元移動するＹステージ9y
が設けられ、Ｙステージ9yの上にはＸ方向に１次元移動
するＸステージ9xが設けられる。そして、Ｘステージ9x
の上にはウエハＷを載置して上下（Ｚ）方向に微動する
Ｚステージ（ウエハ・ホルダーを含む）８が設けられ
る。これらＸステージ9x,Yステージ9yによって、ウエハ
Ｗは水平面内で２次元的移動され、その座標位置はレー
ザ干渉計31によって逐次計測される。露光すべきウエハ
Ｗはウエハカセット32内に収納され、ウエハ搬送路を通
ってプリアライメント部33に送られ、オリフラによる位
置決めが行われた後、Ｚステージ８上に受け渡される。
露光後のウエハＷは、Ｚステージ８からプリアライメン
ト部33を経由し、ウエハ搬送路を通ってウエハカセット
34内に収納される。これらウエハ搬送路、プリアライメ
ント部33は、防塵のために透明なカバー（開閉可能）で
覆われている。さて、防振り台30上の定盤にはウエハの
アライメント光学系やウエハの焦点検出（高さ検出）系
等を保持すると共に、投影レンズ系７の鏡筒外部に設け
られたフランジ7Aを固定する第１コラム36が固定され
る。第１コラム36の前面、側面の各下側は大きく切り取
られ、干渉計のビーム路、ウエハ交換時のウエハ経路等
を妨害しないようになっており、ウエハステージ部
（８、9x、9y）は第１コラム36の下で２次元移動する。
第１コラム36の上には、投影レンズ系７を囲うと共に、
上部にレチクルステージ部38を保持する第２コラム37が
固定される。第２コラム37は投影レンズ系７（特にフラ
ンジ7A）とレチクルステージ部38のレチクルＲの真空吸
着面とのＺ方向（光軸方向）の間隔を一定に保つため、
インバー等の低膨張合金材により作られる。照明光学系
部40は、レチクルＲの上方に垂直に伸びた後、水平に折
り曲げられ、再び垂直に下に折り曲げられた光軸に沿っ
て適宜配列された光学素子（レンズ部材、シャッタ、レ
チクル照明視野絞り等）を収納したものである。光源２
は、開閉可能なランプハウス部42内に収納され、ランプ
ハウズ部42内の高温の空気は排気パイプ44により、チャ
ンバの設置されるクリーンルーム（清浄度として、例え
ばクラス100）の外部に強制排気される。従って、チャ
ンバ内の空気は照明光学部40のレチクルＲの上方に形成
されたすき間、又は照明光路中の途中のすき間から流入
し、照明光路を光源２の方へ進み、パイプ44で排気さ
れ、照明光学系部40内を空冷する。また、ランプハウス
部42は第２コラム37の裏側に位置するため、その間には
適宜断熱材が設けられると共に、ランプハウス部42を含
む後方突出部分はチャンバの後壁を貫通して外部（クリ
ーンルーム内）に突き出され、熱源はチャンバ外に分離
される。

また、このステッパーにはレチクルの自動交換のため
に複数のレチクルを保管するレチクルライブラリー46が
一体に取り付けられ、選ばれた１枚のレチクルを異物検
査装置48を経由してレチクルステージ部38へ搬送するレ
チクルローダが設けられている。

さらに、このステッパーの投影レンズ系７には環境条
件の変化、露光状態（照明光の透明レンズ系７への入射
状態）の変化等によって生じる結像特性（投影倍率、焦
点）の変動を自動補正するための圧力調節器12が設けら
れる。この圧力調節器12は、投影レンズ系７内の単一又
は複数の密封された空気室（レンズ素子との間の空気間
隔）の圧力を、環境条件、露光状態の変化に応じて逐次
強制的にコントロールして、投影レンズ系７自体の光学
特性を制御するものである。これは気体の屈折率が圧力
に依存して変化するという物理現象を利用したものであ
る。

従来の結像特性を維持する技術のうち、照明光の投影
光学系の吸収によるものに対しては、例えば特開昭60−
78454号に開示してあるように、入射エネルギ（照明光
束）の蓄積を演算し入射エネルギに対する結像特性の変
動量を求め、投影レンズ系内部の密封されたレンズ間隔
の圧力を変化させることにより、結像特性を一定に保つ
方法が知られている。また、大気圧，気温，湿度等の環
境変化に対してもセンサでその変化を検知し、その変化
に応じて発生する結像特性を補正する方法も知られてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の結像特性を維持する技術のうち、温度変化に対
しては気温若しくは投影光学系の温度を測定し、その温
度変化に対する結像特性の変化量を例えば温度変化に比
例した量として補正を行っていた。しかし、気温を測定
する場合、厳密には気温（チャンバ内の温度）が変化し
て徐々に熱移動が起こり投影光学系の温度が変化するた
め、気温に比例した補正では正確に補正が行えないとい
う問題点があった。また、投影光学系の温度を直接測定
する場合、照明光の投影光学系の吸収による温度上昇
と、周囲温度変化による投影光学系の温度変化が重なっ
てしまう。照明光の吸収はレンズの各エレメントの照明
光の吸収特性により、レンズエレメント間に温度差が発
生し、周囲温度変化による温度変化はレンズ各エレメン
トの熱容量によりレンズエレメント間に温度差が発生す
るため、同じ温度変化に対しても結像特性への影響は異
なり、単純な温度に比例した補正では正確に補正するこ
とができない。さらに、上述の従来技術のように照明光
のエネルギの蓄積計算により結像特性の変化を求めて補
正を行っている場合、温度センサからの検出値に基づい
た補正と二重に補正をかけてしまうという問題点もあ
る。従来これらの問題点はほとんど無視することができ
たが、投影されるパターンが微細化するに従い、チャン
バ性能内の温度変動であっても生ずる結像特性は問題と
なる量となってきた。

一方、これとは別に投影レンズ系のみを装置全体のチ
ャンバとは別の温調装置内に設けて温度を一定に保ち、
この温度装置のみで全ての結像特性変動に対応しようと
する技術も考えられている。しかしながら、この方法は
装置の他の熱源であるモータやレーザ発振器等の影響を
受けずに投影レンズ系（得に鏡筒）の温度を安定させる
ことは可能であるが、投影光学系の照明光吸収による温
度変化には対応できないという問題点がある。これは、
照明光の吸収による結像特性の変化は主にレンズ素子の
光軸中心部と周辺部の温度勾配により生ずるため、外部
より冷却を行っても温度勾配をとることはできないため
である。

また、投影光学系の近傍にウエハＷの焦点検出を行う
焦点検出装置やウエハＷのアライメントを行うアライメ
ント光学系が配設されている場合に、環境温度の変化に
伴う焦点検出装置及びアライメント光学系への影響は考
慮されていないという問題点があった。

〔問題点を解決する為の手段〕

上記問題点の解決のために本発明では、少なくとも照
明光の通過により生じる結像特性の変動を補正する結像
特性補正手段と、投影光学系（特に鏡筒）のみの温度調
整手段とを同時に働かせ、双方の欠点を補う構成とし
た。つまり、投影光学系（鏡筒）の温度変化以外の原因
による結像特性の変動、或いは投影光学系近傍の環境温
度変化以外の原因による結像特性の変動は結像特性補正
手段で対応し、周辺温度の変動は温度調整手段により無
くすることとした。

また、温度調整手段は、焦点検出装置の少なくとも一
部の温度またはアライメント光学系の温度を所定の温度
に調整している。

〔作用〕本発明においては、従来の結像特性補正の技術のうち
補正が困難であった周囲気温の変化に伴う投影光学系の
温度変動による結像特性の変化の補正を、投影光学系の
みを特別に温調することにより必要なくしたため、結像
特性の補正が簡単に精度良く行うことができる。また、
照明光の吸収による結像特性の変化に対しては従来と類
似の技術である照射エネルギの蓄積計算により求めるこ
とができるため、照明光の吸収による内部温度上昇に対
しては、投影光学系の温度調整装置により補正必要がな
く、外部気温の変化の影響を遮断するのみでよいため、
装置を簡略にすることができる。

また、温度調整手段が焦点検出装置の少なくとも一部
の温度を所定の温度に調整しているので、環境温度の変
化による焦点検出装置の焦点検出誤差を低減することが
できる。

また、温度調整手段がアライメント光学系の温度を所
定の温度に調整しているので、アライメント精度の低下
を防止することができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第１の実施例によるステッパーの
主要な構成を示したものであり、第２図に示したものと
同じ部材には同一の符号を付してある。以下、第１図を
参照しながら本実施例の構成を説明する。

装置の主要部分は、内部の空気温度と湿度がほぼ一定
に保たれたチャンバ１の内部に設置されている。通常、
このチャンバ１はチャンバ空調装置1B、HEPAフィルター
1Cにより、チャンバ内の空気温度を設定値に対して±0.
1℃、湿度を設定値に対して±15％程度に保つことがで
きる。発熱源である光源２は通常チャンバ１の外部に設
置されており、光源２からの照明光はチャンバ１と隔離
される窓（光学部材等）1Aを介して入射し、シャッタ3A
を通って照明光の強度を露光エリア全域で均一にするた
めの光強度一様化照明系４を通り、ミラー５で反射され
た後、さらにコンデンサレンズ６を通りレチクルＲを照
射する。ここで、1A、3A、４、５、６が第２図中の照明
光学系部40に相当する。レチクルＲは回路パターン等が
描かれたマスクで、レチクルＲを通過した照明光は、投
影レンズ系７を介してウエハＷ上にレチクルＲ上のパタ
ーンを結像、転写する。ウエハＷはウエハステージ部
（８、9X、9Y）上に真空吸着されており、順次移動しな
がらステップ・アンド・リピート方式で露光されるよう
になっている。

続いて、この種の装置に搭載されている結像特性の補
正機構の例を第１図を参照しながら説明する。本実施例
では、投影レンズ系７の結像特性のうち、倍率と焦点位
置の補正の場合を示している。まず、倍率の補正機構と
しては投影レンズ系７の内部の適当な１ヶ所若しくは複
数のレンズ間隔を密封した空気室13を設けている。空気
室13の内部の空気圧力をべローズポンプ、弁等で構成さ
れた圧力調節器12でコントローラ10より指示された所定
の値に保つことにより倍率コントロールを行う。一方、
焦点位置の補正は投影レンズ系７とウエハＷの距離を焦
点検出系で計測し、その計測値が一定値になるようにＺ
ステージ８を駆動する焦点合わせ機構にオフセットを持
たせる方法で行う。その焦点検出系は、LED、集光レン
ズ等から成る投光器15と、SPD、集光レンズ等から成る
受光器16とで構成されている。投光器15は第１図に示し
ているように、ウエハＷに斜め上方から光線を入射し、
その反射光を受光器16で受ける。ウエハＷが所定位置か
ら光軸方向にずれている場合、反射光がシフトしずれ量
を検出することができる。ずれ量の信号はコントローラ
10に送られ、コントローラ10はウエハＷが所定の位置に
来るまで、ウエハステージ部のＺステージ８を光軸方向
へ駆動する駆動系17に信号を送り、常に投影レンズ系７
とウエハＷの間隔を一定に保つ。オフセットを持たせる
のは反射光の光路を光学素子（傾斜可能な平行平板ガラ
ス）によりシフトさせるか、ずれ量の信号に電気的にオ
フセットを持たせる方法による。本実施例では、結像特
性として倍率、焦点位置を取り上げたが、補正すべき結
像特性としてはディストーション、像面湾曲等を考える
こともできる。また、補正手段としても本実施例の他
に、投影レンズ系７内部のレンズエレメントを光軸方向
へ駆動する方法、レチクルＲと投影レンズ系７の間隔を
変える方法、投影レンズ系７の上方又は下方空間に２枚
の密封された平行平板ガラスを設置し、その内部の圧力
を変える方法、或いはこれら各方法を適宜組み合わせた
方法等が考えられており、これらの方法を用いても同様
である。

次に、投影レンズ系７の温調機構の説明を引き続き第
１図を参照しながら行う。温度調節器18は、ヒータ、ク
ーラ、ポンプ、コンプレッサ等で構成されており、流体
の温度を所定の温度になるように制御することができ
る。投影レンズ系７の鏡筒周囲は密封された空間19によ
り円筒状にほぼ全体が囲まれており、内部には温度調整
（以下、温調とする）された流体を流すことができる。
流体としては液体、気体のどちらでも用いることがで
き、熱容量の面では液体が優れているが、漏れを考えた
場合気体の方が安全と言える。また、両者の利点が使え
るフロンガス等を用いることも考えられる。流体は温度
調節器18によりパイプ20を通って空間19へ送り込まれ
る。流体はこの間隔を投影レンズ系７の鏡筒に沿って流
れ、再びパイプ21を通って温度調節器18に戻る。このパ
イプ20、21は断熱材等で外部の温度変化を遮断してある
のが望ましい。また、温度調節器18の振動が投影レンズ
系７に伝わらないように、一部をフレキシブルな材料と
しておくことが望ましい。温度調節器18は温度センサ22
からの温度信号Ｓを受け取り、温度信号Ｓが一定となる
ように流体の温度制御する。この時、流体の流量、流速
については外部の温度変化を遮断でき、鏡筒温度を安定
化（例えば、±0.02℃）できるように設定を行う。温度
センサ22は、直接鏡筒の温度が測定できる位置（例え
ば、鏡筒の内側）に設けることが望ましいが、鏡筒を外
部の温度変化から遮断するという意味では鏡筒に沿って
流れ流体そのものの温度を測定しても良い。鏡筒の温度
を直接測定する場合、温度センサの代わりに歪ゲージを
鏡筒に張りつけ、鏡筒の温度膨張或いは収縮を測定する
ことにより、温度変化を測定する方法も考えられる。

次に、本実施例の作用を結像特性補正機構の動作例と
共に説明を行う。補正機構は結像特性変動の要因として
大気圧、気温（鏡筒温度ではなくチャンバ内気温）、湿
度の環境条件と、投影レンズ系７の照明光吸収（即ち、
露光状態）を対称として働く。まず、環境条件の変化は
測定器14により測定され、その信号はコントローラ10に
送られる。環境条件と倍率、焦点位置の変化は予め実験
により求めておき、数式の形若しくはテーブルの形等で
コントローラ10内部に記憶しておき、変化量の算出を行
う。この実験は温度調節器18を作動させて投影レンズ系
７の鏡筒、若しくはその周囲温度を一定の条件にして行
う。このため、上記環境条件のうち、気温はレチクルＲ
と投影レンズ系７の間の空気間隔、投影レンズ系７とウ
エハＷの間の空気間隔の空気だけが対象となり、複雑な
熱伝導特性を持つ投影レンズ系７の内部温度は考えなく
てもよくなる。空気だけが対象の場合、測定器14内の温
度検出器はほぼリアルタイムで空気温度を測定でき、し
かも結像特性の変化も投影レンズ系７内部の温度変化に
比べて小さい場合が多いため、温度変化と結像特性は比
例していると考えて良く、簡単な数式で結像特性を算出
できる。また、気温変化による結像特性変化が微小であ
れば、気温変化に対する補正をやらなくても良い。

次に、照明光の吸収に対する結像特性の変化の算出
は、以下の方法で行う。投影レンズ系７への照明光の入
射エネルギは、ウエハステージ部上に設けられた照度セ
ンサ11によって測定する。これは、レチクルＲを交換後
或いはレチクルＲの露光域を制限するブラインドの位置
の変更後、露光を開始する前にウエハステージ部を移動
し、照度センサ11を投影レンズ系７の下へもっていき、
投影レンズ系７を通過するエネルギを測定し、信号をコ
ントローラ10へ送る方法で行う。コントローラ10はシャ
ッタ3Aの駆動系3Bで作られるシャッタ開閉信号を常時モ
ニタし、前記の方法で得られたエネルギ量に基づいて、
投影レンズ系７の内部に蓄積されるエネルギ量を算出す
る。投影レンズ系７に蓄積されるエネルギは、入射する
エネルギと投影レンズ系７（内部のレンズエレメント）
より外部（鏡筒）へ逃げるエネルギの差引きの積分で表
せる。このため、コントローラ10の内部に投影レンズ系
７に蓄積されたエネルギの減衰特性を記憶しておき、逐
次入射するエネルギ量と減衰するエネルギ量を計算す
る。蓄積されたエネルギ量と結像特性の変化量は比例し
ていると考えられるので、エネルギの減衰特性は実験に
より直接結像特性の変化を測定することにより得られ
る。この実験も前記の環境条件の変化に対応する実験の
時と同様に温度調節器18を作動させて行うことが望まし
い。これは、温度調節器18を作動させることにより鏡筒
から外部へ逃げていくエネルギの減衰特性が、作動させ
ない場合に比べ異なってくる可能性があるためである。
以上の方法により、環境条件及び露光状態による倍率及
び焦点位置の変動量が算出でき、この変動量を基に前記
の補正手段により補正を行う。つまり、コントローラ10
は倍率変化に対してこれを打ち消すような空気室13の圧
力を計算し、その値を圧力調整器12へ出力し、焦点位置
変化についてはそれに追従するように、受光器16へ焦点
位置オフセットを与える。これにより、投影レンズ系７
は外部の温度変化に関わらず、結像特性が一定に保たれ
る。また、照明光の吸収により投影レンズ系７内部の温
度、又はレンズ素子の温度勾配が変化し、結像特性が変
化しても、それはエネルギ蓄積計算により補正が可能と
なる。

上記の実施例中、照明光の吸収による結像特性変化は
照度がほぼ一定の連続光を想定していたが、近年注目さ
れているエキシマレーザのように、パルス毎の照度が変
化するパルス光源においてもエネルギ蓄積の計算は可能
である。これはレチクルＲの透過率を予め測定してお
き、レチクルＲより光源側で入射光の単位時間当たり
（一定時間毎）の積算パワーを測定し、両者により投影
レンズ系７へ単位時間当たり入射するエネルギを求めて
おくことで、上記の実施例と全く同様にエネルギ蓄積の
計算ができる。

以上の実施例では、投影レンズ系７の鏡筒周辺を全長
にわたって温調空間19によって、一定温度に保持するよ
うにしたが、投影レンズ系７の一部のみに温調空間を設
けて温度の一定化を行う方法も考えられる。例えば、投
影レンズ系７のうちウエハＷに近い側は、得に1/5〜1/1
0程度の縮小系の場合には、光束が上部に比べ集中して
いるため、鏡筒下部に配置されたレンズ素子の光学特性
のわずかな変化は、投影レンズ系７全体の結像特性変化
に大きく影響する。そこで、第３図に示すように投影レ
ンズ系７のフランジ7Aより下の部分のみを温度一定化す
る方法も考えられる。投影レンズ系７は、鏡筒保持金物
36Aに貫入されているため、これを利用して鏡筒保持金
物36Aに環状に温調空間19Aを形成する。温調空間19Aと
鏡筒7Bの外壁との間は、適宜Ｏリング等でシールドする
のが望ましい。鏡筒7Bの温度を直接計測する場合、温度
センサ22は鏡筒7Bの内側に設けると良い。

さて、温度空間19Aには第１図の場合と同様に温度調
節器18からパイプ20を介して温度制御された流体が流れ
込み、この流体はパイプ21を介して温度調節器18へ戻さ
れる。投影レンズ系７のフランジ7Aから下の鏡筒部分7B
の内部には、複数のレンズ素子Ｇが収納されている。

ところで、金物36Aには第１図で示した焦点検出系の
投光器15と受光器16とが一体に固定されている。焦点検
出系は投影レンズ系７とウエハＷとの間隔が、所定の基
準値からどれ位Ｚ方向に変移しているかを、例えば0.2
〜0.1μｍ程度の精度で検出する能力を有している。こ
のため、焦点検出系の投光器15、受光器16のそれぞれ
は、できるだけ投影レンズ系７の鏡筒の近くに一体にな
るように設け、環境（雰囲気）温度の変化に伴う各種金
物の膨張、伸縮による焦点検出誤差を低減する必要があ
る。そこで、第３図に示すように温調空間19Aは鏡筒7B
と投光器15、受光器16との間、及び投光器15、受光器16
の投影レンズ系７からみた外側の各空間を良好に温調で
きるような構造とし、投光器15、受光器16と投影レンズ
系７との位置関係が温度変化により微動しないようにす
るのが良い。このようにすると、投影レンズ系７と焦点
検出系との間の温度絶縁がなされ、レンズ素子Ｇ群が照
明光の一部を吸収して温度勾配をもつ場合に、その微小
熱量が鏡筒7Bを伝わって投光器15、受光器16を保持する
金物部分へ伝わることを防止する点でも有利である。ま
た、第１図でも説明したように、投影レンズ系７の他の
部分、即ちフランジ7Aから上の部分を温調する必要もあ
る場合は、投影レンズ系７の鏡筒外周面に第１図と同様
の温調空間19Bを設けると良い。また、金物36Aと同等の
金物にウエハＷ上のアライメントマークを観察するオフ
・アクシス方式のアライメント光学系が固設される場
合、このアライメント光学系と投影レンズ系７とは温度
によって相対位置関係が変動しないような構造とされ
る。この変動はウエハ・アライメントの精度を低下させ
る１つの原因となる。そこで、ウエハ・アライメント光
学系が投影レンズ系７と接近して一体の金物に保持され
る場合は、そのアライメント光学系の保持部分と投影レ
ンズ系７の鏡筒7Bとを含めて温調空間を形成するように
すると良い。

以上、本実施例では投影レンズ系７を保持する金物36
Aと鏡筒7Bとの間に温調空間19Aを形成したが、その他投
影レンズ系７の鏡筒の外周を保持する部分がある時は、
そこにも同様の温調空間を形成しておくと良い。このよ
うにすれば、装置本体の第１コラム36、第２コラム37の
各々から投影レンズ系７へ伝わる温度変化が低減される
ことにもなる。

第４図は他の実施例による投影レンズ系７の温調空間
の構造を示す図である。一般に、この種のステッパーは
極めて高解像力で精密にレチクルのパターンを投影しな
ければならない。従って、ウエハＷ上へパターンを露光
している間（ショット中）に、レチクル、投影レンズ
系、ウエハの三者の関係が水平方向（Ｘ−Ｙ平面内）に
微小振動してしまうと、その振動量に応じた像振れが生
じることになる。この微小振動は、投影レンズ系７の周
囲に形成された温調空間19、19A（19B）内に流体が通る
ことによっても引き起こされる可能性もある。そこで、
第４図に示すように、投影レンズ系７の鏡筒を二重構造
にしておき、その間の空間7Cに、鏡筒の上端面7Dに形成
されたインレット71より複数本のパイプ20を介して温調
された流体を流入させる。パイプ20から入った流体は空
間7C（環状に１つにつながっている）内でダンプされた
後、空間7Cとつながって光軸方向に伸びる複数のスリッ
ト状空間7Eに沿って投影レンズ系７の下端面まで達す
る。スリット状空間7Eは、鏡筒の回りを360゜取り囲む
ように多数のフィン7Fで区切られている。鏡筒下端まで
達した流体は、１ヶ所、又は複数ヶ所に設けられたアウ
トレットを通り、パイプ21を介して温度調節器18に戻
る。本実施例では、投影レンズ系７の周囲を通る流体を
インレット71からアウトレットまで極力垂直（光軸）方
向に流すような構造としてある。このようにすれば、流
体の圧力に不整が生じたとしても、その衝撃波はほとん
ど垂直方向に生じ、投影レンズ系７を横方向に振動させ
る力はほぼ無視できる。また、インレット71、アウトレ
ットの配置はそれぞれ光軸に対して対称にすると良い。

また、他にも投影レンズ系７の温調機構が考えられ
る。例えば、パイプをそのまま鏡筒に巻きつける方法、
電熱線を巻きつけて周囲より若干高い温度で一定に保つ
方法、ペルチェ素子を貼り付ける方法、若しくは鏡筒に
穴をあけてレンズ内部に直接風を送る方法も考えられる
が、鏡筒の温度を一定に保つ目的が達成できれば、いず
れの方法でも各実施例と全く同じ効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、投影光学系のみを特別に
温調するために、外部の温度変化による投影光学系の結
像特性変化をなくすことができ、一方照明光の投影光学
系の吸収、及び環境条件の変化４に対しては従来からの
技術である結像特性補正手段で補正を行えるため、温度
変化に敏感な投影光学系（特に、石英を含むレンズ素子
群をもつもの）に対しても結像特性の維持ができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による縮小投影露光装置
（ステッパー）の構成を示す概略図、第２図はステッパ
ーの代表的な構造を示す斜視図、第３図は第２の実施例
による温調構造を示す部分断面図、第４図は他の実施例
による温調構造をもつ投影レンズ系の構成を示す斜視図
である。〔主要部分の符号の説明〕Ｒ……レチクル、Ｗ……ウエハ、７……投影レンズ系、
10……コントローラ、11……照度センサ、12……圧力調
節器、13……空気室、14……測定器、15……投光器、16
……受光器、18……温度調節器、19,19A,19B,7C,7E……
温調空間、22……温度センサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のパターンが形成されたマスクを照射
手段により照明し、該パターンの像を投影光学系を介
し、感光基板上に所定の結縁状態で投影する投影露光装
置において、前記投影光学系の近傍に配設され、前記感光基板の位置
を検出する位置検出装置と、前記位置検出装置の少なくとも一部の温度を所定に調整
する温度調整手段とを具備することを特徴とする投影露
光装置。
【請求項２】前記位置検出装置は、前記所定のパターン
の投影像面に対する前記感光基板の位置を検出する焦点
検出装置であることを特徴とする請求項１記載の投影露
光装置。
【請求項３】前記感光基板にはアライメントマークが形
成されており、前記位置検出装置は、前記アライメントマークを検出す
るアライメント光学系であることを特徴とする請求項１
記載の投影露光装置。
【請求項４】前記投影光学系の結像状態を変動させる要
因のうち、少なくとも前記照射手段からの照明による要
因を測定し、該測定結果に基づき結像特性の変動を演算
し、該演算結果に基づき結像特性の補正を行う結像特性
補正手段とを備え、前記温度調整手段は、前記投影光学系の少なくとも一部
の温度を一定に保つことを特徴とする請求項１記載の投
影露光装置。
【請求項５】前記照射手段の光源はエキシマレーザであ
ることを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
【請求項６】前記温度調整手段は、前記投影光学系のう
ち前記感光基板側を重点的に温度調整することを特徴と
する請求項４記載の投影露光装置。
【請求項７】前記温度調整手段の動作に起因した振動を
低減する振動低減部材を有することを特徴とする請求項
１記載の投影露光装置。