JP3266895B2 - 投影露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 - Google Patents
投影露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法Info
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- 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
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザー干渉計
方式でレチクル及びウエハの位置計測を行う機構を備え
た投影露光装置に関する。
方式でレチクル及びウエハの位置計測を行う機構を備え
た投影露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子、液晶表示素子又は薄膜磁気
ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フ
ォトマスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称す
る)のパターンを投影光学系を介して感光基板上に投影
露光する投影露光装置が使用されている。斯かる投影露
光装置では、感光基板の位置決めを正確に行う必要があ
るため、感光基板側のステージの測長系としてレーザー
干渉計が使用されている。
ヘッド等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フ
ォトマスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称す
る)のパターンを投影光学系を介して感光基板上に投影
露光する投影露光装置が使用されている。斯かる投影露
光装置では、感光基板の位置決めを正確に行う必要があ
るため、感光基板側のステージの測長系としてレーザー
干渉計が使用されている。
【0003】図5は従来のレーザー干渉計を備えた投影
露光装置を示し、この図5において、ベース1の上に防
振ばね2A及び2Bを介してステージ支持台3が載置さ
れ、ステージ支持台3の上に、インバー(低膨張率の合
金)よりなるコラム4が植設されている。防振ばね2A
及び2Bにより、ベース1が載置されている床側からの
各種の振動がステージ支持台3側に伝わるのが防止され
る。コラム4の中段に鏡筒5が保持され、鏡筒5の内部
に投影倍率が1/5の投影光学系PLが収納されてい
る。また、ステージ支持台3上のコラム4で囲まれた領
域に、ウエハ側Yステージ6が載置され、ウエハ側Yス
テージ6上にウエハ側Xステージ7が載置され、ウエハ
側Xステージ7上に感光基板としてのウエハ8が保持さ
れている。
露光装置を示し、この図5において、ベース1の上に防
振ばね2A及び2Bを介してステージ支持台3が載置さ
れ、ステージ支持台3の上に、インバー(低膨張率の合
金)よりなるコラム4が植設されている。防振ばね2A
及び2Bにより、ベース1が載置されている床側からの
各種の振動がステージ支持台3側に伝わるのが防止され
る。コラム4の中段に鏡筒5が保持され、鏡筒5の内部
に投影倍率が1/5の投影光学系PLが収納されてい
る。また、ステージ支持台3上のコラム4で囲まれた領
域に、ウエハ側Yステージ6が載置され、ウエハ側Yス
テージ6上にウエハ側Xステージ7が載置され、ウエハ
側Xステージ7上に感光基板としてのウエハ8が保持さ
れている。
【0004】ウエハ側Yステージ6は、投影光学系PL
の光軸AX1に垂直な平面内の図5の紙面に垂直なY方
向にウエハ8の位置決めを行い、ウエハ側Xステージ7
は、投影光学系PLの光軸AX1に垂直な平面内でY軸
に垂直なX方向にウエハ8の位置決めを行う。なお、ウ
エハ側Xステージ7の上には、図示省略するも、投影光
学系PLの光軸AX1に平行なZ方向にウエハ8の位置
決めを行うZステージ等も載置されている。
の光軸AX1に垂直な平面内の図5の紙面に垂直なY方
向にウエハ8の位置決めを行い、ウエハ側Xステージ7
は、投影光学系PLの光軸AX1に垂直な平面内でY軸
に垂直なX方向にウエハ8の位置決めを行う。なお、ウ
エハ側Xステージ7の上には、図示省略するも、投影光
学系PLの光軸AX1に平行なZ方向にウエハ8の位置
決めを行うZステージ等も載置されている。
【0005】ウエハ8側のレーザー干渉計において、ウ
エハ側Xステージ7上のX方向の一端にX軸用移動鏡9
が固定され、鏡筒5のX方向の一端にX軸用固定鏡(参
照鏡)10が取り付けられている。また、ベース1上の
X方向の端部に支持台14を介してビームスプリッター
12が固定され、ビームスプリッター12の上方で支持
台14を延長した部分(図示省略)に反射プリズム11
が固定されている。そして、図示省略した支持台に固定
されたX軸用レーザー干渉計本体部13から射出された
レーザービームが、ビームスプリッター12によりウエ
ハ側測長ビームWS及びウエハ側参照ビームWRに分割
される。ウエハ側測長ビームWSはX軸用移動鏡9に反
射されて再びビームスプリッター12に戻り、ウエハ側
参照ビームWRは反射プリズム11で反射されてX軸用
固定鏡10に向かい、固定鏡10で反射された後に反射
プリズム11を経て再びビームスプリッター12に戻
る。ビームスプリッター12とX軸用移動鏡9との間の
ウエハ側測長ビームWSと、反射プリズム11とX軸用
固定鏡10との間のウエハ側参照ビームWRとは互いに
平行であり、且つX軸に平行である。
エハ側Xステージ7上のX方向の一端にX軸用移動鏡9
が固定され、鏡筒5のX方向の一端にX軸用固定鏡(参
照鏡)10が取り付けられている。また、ベース1上の
X方向の端部に支持台14を介してビームスプリッター
12が固定され、ビームスプリッター12の上方で支持
台14を延長した部分(図示省略)に反射プリズム11
が固定されている。そして、図示省略した支持台に固定
されたX軸用レーザー干渉計本体部13から射出された
レーザービームが、ビームスプリッター12によりウエ
ハ側測長ビームWS及びウエハ側参照ビームWRに分割
される。ウエハ側測長ビームWSはX軸用移動鏡9に反
射されて再びビームスプリッター12に戻り、ウエハ側
参照ビームWRは反射プリズム11で反射されてX軸用
固定鏡10に向かい、固定鏡10で反射された後に反射
プリズム11を経て再びビームスプリッター12に戻
る。ビームスプリッター12とX軸用移動鏡9との間の
ウエハ側測長ビームWSと、反射プリズム11とX軸用
固定鏡10との間のウエハ側参照ビームWRとは互いに
平行であり、且つX軸に平行である。
【0006】ビームスプリッター12に戻された両ビー
ムWS及びWRは、X軸用レーザー干渉計本体部13に
付属のレシーバ(受光部)に入射する。実際には、ビー
ムスプリッター12に戻された両ビームWS及びWR
は、X軸用レーザー干渉計本体部13からの入射方向と
直交する方向に射出する場合もあり、この場合にはその
レシーバはビームスプリッター12の底部側に配置され
る。例えばヘテロダイン方式の場合には、ビームスプリ
ッター12からの射出段階でウエハ側参照ビームWRと
ウエハ側測長ビームWSとは互いに周波数が微小量Δf
だけ異なり、そのレシーバからは、X軸用移動鏡9のX
方向の移動速度に応じて周波数がそのΔfから変化して
いるビート信号が出力される。このビート信号を処理す
ることにより、ウエハ側参照ビームWRの光路長を基準
としたウエハ側測長ビームWSの光路長の変化量、ひい
てはX軸用固定鏡10を基準にした場合のX軸用移動鏡
9のX方向の座標が高い分解能で且つ高精度に計測され
る。
ムWS及びWRは、X軸用レーザー干渉計本体部13に
付属のレシーバ(受光部)に入射する。実際には、ビー
ムスプリッター12に戻された両ビームWS及びWR
は、X軸用レーザー干渉計本体部13からの入射方向と
直交する方向に射出する場合もあり、この場合にはその
レシーバはビームスプリッター12の底部側に配置され
る。例えばヘテロダイン方式の場合には、ビームスプリ
ッター12からの射出段階でウエハ側参照ビームWRと
ウエハ側測長ビームWSとは互いに周波数が微小量Δf
だけ異なり、そのレシーバからは、X軸用移動鏡9のX
方向の移動速度に応じて周波数がそのΔfから変化して
いるビート信号が出力される。このビート信号を処理す
ることにより、ウエハ側参照ビームWRの光路長を基準
としたウエハ側測長ビームWSの光路長の変化量、ひい
てはX軸用固定鏡10を基準にした場合のX軸用移動鏡
9のX方向の座標が高い分解能で且つ高精度に計測され
る。
【0007】また、ホモダイン方式の場合には、ウエハ
側参照ビームWRとウエハ側測長ビームWSとは互いに
周波数が等しく、そのレシーバは、例えば移動鏡9のX
方向の位置に応じて位相が正弦波状に変化する90°位
相差の2相の信号を出力する2個の受光素子から構成さ
れる。その2相の信号を例えば電子的な内挿機能を有す
るアップダウンカウンタに供給することにより、X軸用
移動鏡9のX方向の座標が計測される。なお、図5では
X軸用のレーザー干渉計のみを示しているが、ウエハ側
Yステージ6のY方向の座標を検出するためのY軸用の
レーザー干渉計も配置されている。
側参照ビームWRとウエハ側測長ビームWSとは互いに
周波数が等しく、そのレシーバは、例えば移動鏡9のX
方向の位置に応じて位相が正弦波状に変化する90°位
相差の2相の信号を出力する2個の受光素子から構成さ
れる。その2相の信号を例えば電子的な内挿機能を有す
るアップダウンカウンタに供給することにより、X軸用
移動鏡9のX方向の座標が計測される。なお、図5では
X軸用のレーザー干渉計のみを示しているが、ウエハ側
Yステージ6のY方向の座標を検出するためのY軸用の
レーザー干渉計も配置されている。
【0008】図5において、コラム4の上端にはレチク
ルステージ15が固定され、レチクルステージ15上に
レチクル16が保持され、レチクル16のパターン領域
が照明光学系17からの露光光ILにより照明されてい
る。レチクル16のパターンを投影光学系PLにより1
/5に縮小した投影像が、ウエハ8の或るショット領域
に露光される。その後、ウエハ側Yステージ6及びウエ
ハ側Xステージ7を駆動してウエハ8上の次のショット
領域を投影光学系PLの露光フィールドに移動して、レ
チクル16のパターンの縮小像を露光する動作を繰り返
すことにより、ウエハ8上の各ショット領域にレチクル
16のパターンの縮小像が露光される。
ルステージ15が固定され、レチクルステージ15上に
レチクル16が保持され、レチクル16のパターン領域
が照明光学系17からの露光光ILにより照明されてい
る。レチクル16のパターンを投影光学系PLにより1
/5に縮小した投影像が、ウエハ8の或るショット領域
に露光される。その後、ウエハ側Yステージ6及びウエ
ハ側Xステージ7を駆動してウエハ8上の次のショット
領域を投影光学系PLの露光フィールドに移動して、レ
チクル16のパターンの縮小像を露光する動作を繰り返
すことにより、ウエハ8上の各ショット領域にレチクル
16のパターンの縮小像が露光される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
に於いては、ステージ支持台3上のウエハ側Yステージ
6及びウエハ側Xステージ7を駆動して、水平面(XY
平面)内でウエハ8をステップ・アンド・リピート方式
で位置決めすることによりウエハ8の全面にレチクル1
6上のパターンの縮小像が露光される。このようにステ
ージ6及び7が移動すると、ステージ支持台3上の装置
の重心が変わったり、ステージ駆動の反動等により、ビ
ームスプリッター12を支持している支持台14に対し
て、投影光学系PLの鏡筒5を支持するコラム4が傾く
可能性がある。
に於いては、ステージ支持台3上のウエハ側Yステージ
6及びウエハ側Xステージ7を駆動して、水平面(XY
平面)内でウエハ8をステップ・アンド・リピート方式
で位置決めすることによりウエハ8の全面にレチクル1
6上のパターンの縮小像が露光される。このようにステ
ージ6及び7が移動すると、ステージ支持台3上の装置
の重心が変わったり、ステージ駆動の反動等により、ビ
ームスプリッター12を支持している支持台14に対し
て、投影光学系PLの鏡筒5を支持するコラム4が傾く
可能性がある。
【0010】図6は、支持台14に対して鏡筒5及びウ
エハ8を含む投影露光部が傾いた状態を示し、鏡筒5内
の投影光学系の光軸AX1は、本来のZ軸に平行な光軸
AX0に対して角度θだけ傾斜している。この場合、X
軸用固定鏡10に向かうウエハ側参照ビームWRと、X
軸用移動鏡9に向かうウエハ側測長ビームWSとのZ方
向の間隔をLとすると、ビームスプリッター12からX
軸用固定鏡10までの光路長と、ビームスプリッター1
2からX軸用移動鏡9までの光路長との光路差に、L・
sinθ(≒L・θ)の誤差が生じる。投影露光に必要
なレチクル16、投影光学系PL及びウエハ8は、全て
ステージ支持台3又はこれに植設されたコラム4によっ
て支持されているので、仮にステージ支持台3が回転し
てもそれらの相対的結像関係は変わらず、露光時の位置
ずれ誤差にはならない。
エハ8を含む投影露光部が傾いた状態を示し、鏡筒5内
の投影光学系の光軸AX1は、本来のZ軸に平行な光軸
AX0に対して角度θだけ傾斜している。この場合、X
軸用固定鏡10に向かうウエハ側参照ビームWRと、X
軸用移動鏡9に向かうウエハ側測長ビームWSとのZ方
向の間隔をLとすると、ビームスプリッター12からX
軸用固定鏡10までの光路長と、ビームスプリッター1
2からX軸用移動鏡9までの光路長との光路差に、L・
sinθ(≒L・θ)の誤差が生じる。投影露光に必要
なレチクル16、投影光学系PL及びウエハ8は、全て
ステージ支持台3又はこれに植設されたコラム4によっ
て支持されているので、仮にステージ支持台3が回転し
てもそれらの相対的結像関係は変わらず、露光時の位置
ずれ誤差にはならない。
【0011】しかしながら、図6に示すように、X軸用
固定鏡10までの光路長とX軸用移動鏡9までの光路長
との光路差に誤差が生じた場合、ウエハ8がX方向にそ
の誤差分だけ移動して露光が行われるため、ウエハ8と
レチクル16Aの共役像との位置ずれ誤差が発生する。
例えば、ウエハ8上に1層目の回路パターンが形成され
ているものとして、そのウエハ8上に2層目の回路パタ
ーンを露光する際に、そのような位置ずれ誤差が発生す
ると、ウエハ8上の1層目と2層目との重ね合わせ誤差
が悪くなる不都合がある。
固定鏡10までの光路長とX軸用移動鏡9までの光路長
との光路差に誤差が生じた場合、ウエハ8がX方向にそ
の誤差分だけ移動して露光が行われるため、ウエハ8と
レチクル16Aの共役像との位置ずれ誤差が発生する。
例えば、ウエハ8上に1層目の回路パターンが形成され
ているものとして、そのウエハ8上に2層目の回路パタ
ーンを露光する際に、そのような位置ずれ誤差が発生す
ると、ウエハ8上の1層目と2層目との重ね合わせ誤差
が悪くなる不都合がある。
【0012】本発明は斯かる点に鑑み、レチクル、投影
光学系及びウエハを支持するステージ系が傾斜した場合
でも、レチクルとウエハとの位置ずれ誤差が発生しない
投影露光装置を提供することを目的とする。更に本発明
は、そのような投影露光装置を使用して高性能のデバイ
スを製造できるデバイス製造方法を提供することをも目
的とする。
光学系及びウエハを支持するステージ系が傾斜した場合
でも、レチクルとウエハとの位置ずれ誤差が発生しない
投影露光装置を提供することを目的とする。更に本発明
は、そのような投影露光装置を使用して高性能のデバイ
スを製造できるデバイス製造方法を提供することをも目
的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による第1の投影
露光装置は、例えば図1に示す如く、マスク(16A)
のパターン像を感光基板(8)上に投影する投影光学系
(PL)と、マスク(16A)を保持して投影光学系
(PL)の光軸に垂直な平面内でマスク(16A)を移
動させるマスクステージ(23)と、感光基板(8)を
保持して投影光学系(PL)の光軸に垂直な平面内で感
光基板(8)を移動させる基板ステージ(6,7)と、
マスクステージ(23)の所定の方向の移動量を検出す
るマスク側干渉計(24,25,26)と、基板ステー
ジ(6,7)のその所定の方向と共役な方向の移動量を
検出する基板側干渉計(9,10,13)とを有する投
影露光装置において、そのマスク側干渉計を、マスクス
テージ(23)に取り付けられたマスク側移動鏡(2
4)と、マスクステージ(23)が載置されたマスク側
ガイド部(22)に対して動かないように取り付けられ
たマスク側参照鏡(25)と、マスク側移動鏡(24)
及びマスク側参照鏡(25)に対して光ビームを平行に
照射してそれらマスク側移動鏡及びマスク側参照鏡から
それぞれ反射される光ビームを干渉させるマスク側干渉
計測手段(26)とより構成する。
露光装置は、例えば図1に示す如く、マスク(16A)
のパターン像を感光基板(8)上に投影する投影光学系
(PL)と、マスク(16A)を保持して投影光学系
(PL)の光軸に垂直な平面内でマスク(16A)を移
動させるマスクステージ(23)と、感光基板(8)を
保持して投影光学系(PL)の光軸に垂直な平面内で感
光基板(8)を移動させる基板ステージ(6,7)と、
マスクステージ(23)の所定の方向の移動量を検出す
るマスク側干渉計(24,25,26)と、基板ステー
ジ(6,7)のその所定の方向と共役な方向の移動量を
検出する基板側干渉計(9,10,13)とを有する投
影露光装置において、そのマスク側干渉計を、マスクス
テージ(23)に取り付けられたマスク側移動鏡(2
4)と、マスクステージ(23)が載置されたマスク側
ガイド部(22)に対して動かないように取り付けられ
たマスク側参照鏡(25)と、マスク側移動鏡(24)
及びマスク側参照鏡(25)に対して光ビームを平行に
照射してそれらマスク側移動鏡及びマスク側参照鏡から
それぞれ反射される光ビームを干渉させるマスク側干渉
計測手段(26)とより構成する。
【0014】更に、本発明は、その基板側干渉計を、基
板ステージ(6,7)に取り付けられた基板側移動鏡
(9)と、基板ステージ(6,7)が載置された基板側
ガイド部(3)に対して動かないように取り付けられた
基板側参照鏡(10)と、基板側移動鏡(9)及び基板
側参照鏡(10)に対して光ビームを平行に照射してそ
れら基板側移動鏡及び基板側参照鏡からそれぞれ反射さ
れる光ビームを干渉させる基板側干渉計測手段(13)
とより構成し、投影光学系(PL)のマスク(16A)
から感光基板(8)への投影倍率を1/M(Mは正の実
数)としたときに、マスク側移動鏡(24)及びマスク
側参照鏡(25)にそれぞれ入射する光ビームの投影光
学系(PL)の光軸に平行な方向の間隔L1を、基板側
移動鏡(9)及び基板側参照鏡(10)にそれぞれ入射
する光ビームの投影光学系(PL)の光軸に平行な方向
の間隔L2のM倍に設定したものである。
板ステージ(6,7)に取り付けられた基板側移動鏡
(9)と、基板ステージ(6,7)が載置された基板側
ガイド部(3)に対して動かないように取り付けられた
基板側参照鏡(10)と、基板側移動鏡(9)及び基板
側参照鏡(10)に対して光ビームを平行に照射してそ
れら基板側移動鏡及び基板側参照鏡からそれぞれ反射さ
れる光ビームを干渉させる基板側干渉計測手段(13)
とより構成し、投影光学系(PL)のマスク(16A)
から感光基板(8)への投影倍率を1/M(Mは正の実
数)としたときに、マスク側移動鏡(24)及びマスク
側参照鏡(25)にそれぞれ入射する光ビームの投影光
学系(PL)の光軸に平行な方向の間隔L1を、基板側
移動鏡(9)及び基板側参照鏡(10)にそれぞれ入射
する光ビームの投影光学系(PL)の光軸に平行な方向
の間隔L2のM倍に設定したものである。
【0015】この場合、マスク側参照鏡(25)及び基
板側参照鏡(10)をそれぞれ投影光学系(PL)の鏡
筒(5)の側面に対向するように取り付けることが望ま
しい。次に、本発明による第2の投影露光装置は、第1
物体(16A)のパターンの像を投影光学系(PL)を
介して第2物体(8)上に投影して、その第2物体を露
光する投影露光装置において、第1測長ビームと第1参
照ビームとを発生し、これら両ビームを用いて、この第
1測長ビームのその第1物体に対する第1照射方向にお
けるその第1物体の位置情報を計測する第1干渉計シス
テムと、第2測長ビームと第2参照ビームとを発生し、
これら両ビームを用いて、この第2測長ビームのその第
2物体に対する第2照射方向におけるその第2物体の位
置情報を計測する第2干渉計システムとを有し、その第
1照射方向に垂直な方向におけるその第1測長ビームと
その第1参照ビームとの間の間隔と、その第2照射方向
に垂直な方向におけるその第2測長ビームとその第2参
照ビームとの間の間隔とのうちの一方の間隔を、この他
方の間隔とその投影光学系の投影倍率とに基づいて設定
するものである。この場合、その第1照射方向に垂直な
方向、及びその第2照射方向に垂直な方向とは、その投
影光学系の光軸と平行な方向であり、その投影光学系に
よるその第1物体のパターンの像のその第2物体上への
投影倍率を1/M(Mは正の実数)としたときに、その
投影光学系の光軸と平行な方向に関するその第1干渉計
システムの測長ビームと参照ビームとの間隔L1を、そ
の投影光学系の光軸と平行な方向に関するその第2干渉
計システムの測長ビームと参照ビームとの間隔L2のM
倍に設定することが望ましい。また、その第1物体とそ
の第2物体とを同期移動することにより、その第2物体
を走査露光するようにしてもよい。また、本発明による
デバイス製造方法は、本発明の投影露光装置を用いるも
のである。
板側参照鏡(10)をそれぞれ投影光学系(PL)の鏡
筒(5)の側面に対向するように取り付けることが望ま
しい。次に、本発明による第2の投影露光装置は、第1
物体(16A)のパターンの像を投影光学系(PL)を
介して第2物体(8)上に投影して、その第2物体を露
光する投影露光装置において、第1測長ビームと第1参
照ビームとを発生し、これら両ビームを用いて、この第
1測長ビームのその第1物体に対する第1照射方向にお
けるその第1物体の位置情報を計測する第1干渉計シス
テムと、第2測長ビームと第2参照ビームとを発生し、
これら両ビームを用いて、この第2測長ビームのその第
2物体に対する第2照射方向におけるその第2物体の位
置情報を計測する第2干渉計システムとを有し、その第
1照射方向に垂直な方向におけるその第1測長ビームと
その第1参照ビームとの間の間隔と、その第2照射方向
に垂直な方向におけるその第2測長ビームとその第2参
照ビームとの間の間隔とのうちの一方の間隔を、この他
方の間隔とその投影光学系の投影倍率とに基づいて設定
するものである。この場合、その第1照射方向に垂直な
方向、及びその第2照射方向に垂直な方向とは、その投
影光学系の光軸と平行な方向であり、その投影光学系に
よるその第1物体のパターンの像のその第2物体上への
投影倍率を1/M(Mは正の実数)としたときに、その
投影光学系の光軸と平行な方向に関するその第1干渉計
システムの測長ビームと参照ビームとの間隔L1を、そ
の投影光学系の光軸と平行な方向に関するその第2干渉
計システムの測長ビームと参照ビームとの間隔L2のM
倍に設定することが望ましい。また、その第1物体とそ
の第2物体とを同期移動することにより、その第2物体
を走査露光するようにしてもよい。また、本発明による
デバイス製造方法は、本発明の投影露光装置を用いるも
のである。
【0016】
【作用】斯かる本発明によれば、例えば図3(a)に示
すように、第1物体としてのマスク(16A)、投影光
学系(PL)及び第2物体としての感光基板(8)を含
む投影露光部の光軸AX1が本来の光軸AX0に対して
角度θだけ傾斜すると、基板側参照鏡(10)へ入射す
る光ビーム(WR)の光路長を基準とした基板側移動鏡
(9)へ入射する光ビーム(WS)の光路長がΔX2だ
け変化して、マスク側参照鏡(25)へ入射する光ビー
ム(RR)の光路長を基準としたマスク側移動鏡(2
4)へ入射する光ビーム(RS)の光路長がΔX1だけ
変化する。この場合、光ビーム(RR,RS)の間隔が
光ビーム(WS,WR)の間隔のM倍であるとすると、
次式が成立する。ΔX1=M・ΔX2
すように、第1物体としてのマスク(16A)、投影光
学系(PL)及び第2物体としての感光基板(8)を含
む投影露光部の光軸AX1が本来の光軸AX0に対して
角度θだけ傾斜すると、基板側参照鏡(10)へ入射す
る光ビーム(WR)の光路長を基準とした基板側移動鏡
(9)へ入射する光ビーム(WS)の光路長がΔX2だ
け変化して、マスク側参照鏡(25)へ入射する光ビー
ム(RR)の光路長を基準としたマスク側移動鏡(2
4)へ入射する光ビーム(RS)の光路長がΔX1だけ
変化する。この場合、光ビーム(RR,RS)の間隔が
光ビーム(WS,WR)の間隔のM倍であるとすると、
次式が成立する。ΔX1=M・ΔX2
【0017】次に、それら光路長の変化量を相殺するた
めに、図3(b)に示すように、基板ステージ(6,
7)側が−ΔX2だけ移動して、マスクステージ(2
3)側が−ΔX1だけ移動する。これによりマスク側の
光ビーム(RS)の光路長の変化量及び基板側の光ビー
ム(WS)の光路長の変化量はそれぞれ0になる。この
場合、例えば図3(a)で光軸AX1上のマスク(16
A)の点(30)と感光基板(8)上の点(30P)と
が共役であるとすると、図3(b)において、点(30
P)は光軸AX1から右側に−ΔX2だけ移動して、点
(30)は光軸AX1から−ΔX1(=−M・ΔX2)
だけ左側に移動している。しかしながら、投影光学系
(PL)の投影倍率は1/Mであるため、図3(b)に
おいても、点(30)と点(30P)とは共役である。
従って、光軸AX1が任意の角度θだけ傾斜しても、マ
スク(16A)の共役像と感光基板(8)との重ね合わ
せ精度は高精度に維持される。
めに、図3(b)に示すように、基板ステージ(6,
7)側が−ΔX2だけ移動して、マスクステージ(2
3)側が−ΔX1だけ移動する。これによりマスク側の
光ビーム(RS)の光路長の変化量及び基板側の光ビー
ム(WS)の光路長の変化量はそれぞれ0になる。この
場合、例えば図3(a)で光軸AX1上のマスク(16
A)の点(30)と感光基板(8)上の点(30P)と
が共役であるとすると、図3(b)において、点(30
P)は光軸AX1から右側に−ΔX2だけ移動して、点
(30)は光軸AX1から−ΔX1(=−M・ΔX2)
だけ左側に移動している。しかしながら、投影光学系
(PL)の投影倍率は1/Mであるため、図3(b)に
おいても、点(30)と点(30P)とは共役である。
従って、光軸AX1が任意の角度θだけ傾斜しても、マ
スク(16A)の共役像と感光基板(8)との重ね合わ
せ精度は高精度に維持される。
【0018】次に、マスク側参照鏡(25)及び基板側
参照鏡(10)をそれぞれ投影光学系(PL)の鏡筒
(5)の側面に対向するように取り付けると、光ビーム
(WR,WS)の間隔と光ビーム(RS,RR)の間隔
との条件を満たしつつ、全体の構成を簡略化できる。
参照鏡(10)をそれぞれ投影光学系(PL)の鏡筒
(5)の側面に対向するように取り付けると、光ビーム
(WR,WS)の間隔と光ビーム(RS,RR)の間隔
との条件を満たしつつ、全体の構成を簡略化できる。
【0019】
【実施例】以下、本発明による投影露光装置の一実施例
につき図1〜図3を参照して説明する。本実施例は、所
謂スリットスキャン露光方式の投影露光装置に本発明を
適用したものである。また、図5の従来例はステップ・
アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置(ステッパ
ー)であるが、図1〜図3において、図5に対応する部
分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
につき図1〜図3を参照して説明する。本実施例は、所
謂スリットスキャン露光方式の投影露光装置に本発明を
適用したものである。また、図5の従来例はステップ・
アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置(ステッパ
ー)であるが、図1〜図3において、図5に対応する部
分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【0020】図1は本実施例の投影露光装置を示し、こ
の図1において、ベース18の中央部に防振ばね2A及
び2Bを介してステージ支持台3が載置され、ステージ
支持台3に植設されたインバー(低膨張率の合金)製の
コラム4の中段に鏡筒5を介して投影倍率が1/M(M
は例えば5)の投影光学系PLが取り付けられている。
ステージ支持台3の中央部にウエハ側Yステージ6及び
ウエハ側Xステージ7が載置され、ウエハ側Xステージ
7上にウエハ8が保持され、ウエハ側Xステージ7上の
X方向の一端にX軸用移動鏡9が取り付けられ、投影光
学系PLの鏡筒5のX方向の側面部にX軸用固定鏡10
が取り付けられている。本例のウエハ側Xステージ7
は、スリットスキャン露光を行う際にウエハ8をX方向
に一定速度で走査する機能をも有する。
の図1において、ベース18の中央部に防振ばね2A及
び2Bを介してステージ支持台3が載置され、ステージ
支持台3に植設されたインバー(低膨張率の合金)製の
コラム4の中段に鏡筒5を介して投影倍率が1/M(M
は例えば5)の投影光学系PLが取り付けられている。
ステージ支持台3の中央部にウエハ側Yステージ6及び
ウエハ側Xステージ7が載置され、ウエハ側Xステージ
7上にウエハ8が保持され、ウエハ側Xステージ7上の
X方向の一端にX軸用移動鏡9が取り付けられ、投影光
学系PLの鏡筒5のX方向の側面部にX軸用固定鏡10
が取り付けられている。本例のウエハ側Xステージ7
は、スリットスキャン露光を行う際にウエハ8をX方向
に一定速度で走査する機能をも有する。
【0021】また、ベース18のX方向の端部に植設さ
れた支持台14にビームスプリッター12及び反射プリ
ズム11が固定され、外部のX軸用レーザー干渉計本体
部13からのレーザービームがビームスプリッター12
によりウエハ側参照ビームWR及びウエハ側測長ビーム
WSに分割され、これらビームWR及びWSがそれぞれ
X軸用固定鏡10及びX軸用移動鏡9に入射している。
両ビームWR及びWSはそれぞれX軸に平行であり、両
ビームWR及びWSの投影光学系PLの光軸方向(Z方
向)の間隔はLである。X軸用レーザー干渉計本体部1
3は、ウエハ側参照ビームWRの光路長に対するウエハ
側測長ビームWSの光路長の変化量から、X軸用固定鏡
10を基準としたX軸用移動鏡9のX方向の座標を常時
計測している。また、ウエハ側Xステージ7の駆動部
は、X軸用レーザー干渉計本体部13の計測結果に基づ
いて、ウエハ側Xステージ7のX方向の座標を設定す
る。
れた支持台14にビームスプリッター12及び反射プリ
ズム11が固定され、外部のX軸用レーザー干渉計本体
部13からのレーザービームがビームスプリッター12
によりウエハ側参照ビームWR及びウエハ側測長ビーム
WSに分割され、これらビームWR及びWSがそれぞれ
X軸用固定鏡10及びX軸用移動鏡9に入射している。
両ビームWR及びWSはそれぞれX軸に平行であり、両
ビームWR及びWSの投影光学系PLの光軸方向(Z方
向)の間隔はLである。X軸用レーザー干渉計本体部1
3は、ウエハ側参照ビームWRの光路長に対するウエハ
側測長ビームWSの光路長の変化量から、X軸用固定鏡
10を基準としたX軸用移動鏡9のX方向の座標を常時
計測している。また、ウエハ側Xステージ7の駆動部
は、X軸用レーザー干渉計本体部13の計測結果に基づ
いて、ウエハ側Xステージ7のX方向の座標を設定す
る。
【0022】ベース18上の支持台14と反対側の端部
に支持台19が植設され、支持台19の上端部にビーム
スプリッター20が固定され、支持台19の中段部に反
射プリズム21が固定されている。また、コラム4の上
端にレチクルステージ支持台22が固定され、レチクル
ステージ支持台22上にX方向に摺動自在にレチクル走
査ステージ23が載置され、レチクル走査ステージ23
上に転写用のパターンが形成されたレチクル16Aが保
持されている。レチクル走査ステージ23上のX方向の
端部にはレチクル側移動鏡24が固定され、投影光学系
PLの鏡筒5のX方向の側面部にはレチクル側固定鏡2
5が固定されている。
に支持台19が植設され、支持台19の上端部にビーム
スプリッター20が固定され、支持台19の中段部に反
射プリズム21が固定されている。また、コラム4の上
端にレチクルステージ支持台22が固定され、レチクル
ステージ支持台22上にX方向に摺動自在にレチクル走
査ステージ23が載置され、レチクル走査ステージ23
上に転写用のパターンが形成されたレチクル16Aが保
持されている。レチクル走査ステージ23上のX方向の
端部にはレチクル側移動鏡24が固定され、投影光学系
PLの鏡筒5のX方向の側面部にはレチクル側固定鏡2
5が固定されている。
【0023】この場合、ウエハ側のX軸用固定鏡10と
レチクル側固定鏡25とは、鏡筒5のX方向の側面部に
対向するように取り付けられている。そして、外部の図
示省略したレチクル用レーザー干渉計本体部26から射
出されたレーザービームが、ビームスプリッター20に
よりレチクル側測長ビームRS及びレチクル側参照ビー
ムRRに分割される。レチクル側測長ビームRSはレチ
クル側移動鏡24に反射されて再びビームスプリッター
20に戻り、レチクル側参照ビームRRは反射プリズム
21で反射されてレチクル側固定鏡25に向かい、レチ
クル側固定鏡25で反射された後に反射プリズム21を
経て再びビームスプリッター20に戻る。
レチクル側固定鏡25とは、鏡筒5のX方向の側面部に
対向するように取り付けられている。そして、外部の図
示省略したレチクル用レーザー干渉計本体部26から射
出されたレーザービームが、ビームスプリッター20に
よりレチクル側測長ビームRS及びレチクル側参照ビー
ムRRに分割される。レチクル側測長ビームRSはレチ
クル側移動鏡24に反射されて再びビームスプリッター
20に戻り、レチクル側参照ビームRRは反射プリズム
21で反射されてレチクル側固定鏡25に向かい、レチ
クル側固定鏡25で反射された後に反射プリズム21を
経て再びビームスプリッター20に戻る。
【0024】ビームスプリッター20とレチクル側移動
鏡24との間のレチクル側測長ビームRSと、反射プリ
ズム21とレチクル側固定鏡25との間のレチクル側参
照ビームRRとは互いに平行であり、且つX軸に平行で
ある。また、レチクル側移動鏡24に入射するレチクル
側測長ビームRSと、レチクル側固定鏡25に入射する
レチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔はM・Lで
ある。即ち、レチクル16Aからウエハ8への投影光学
系PLの投影倍率1/Mに対して、レチクル側測長ビー
ムRSとレチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔
は、ウエハ側測長ビームWSとウエハ側参照ビームWR
とのZ方向の間隔のM倍に設定されている。
鏡24との間のレチクル側測長ビームRSと、反射プリ
ズム21とレチクル側固定鏡25との間のレチクル側参
照ビームRRとは互いに平行であり、且つX軸に平行で
ある。また、レチクル側移動鏡24に入射するレチクル
側測長ビームRSと、レチクル側固定鏡25に入射する
レチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔はM・Lで
ある。即ち、レチクル16Aからウエハ8への投影光学
系PLの投影倍率1/Mに対して、レチクル側測長ビー
ムRSとレチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔
は、ウエハ側測長ビームWSとウエハ側参照ビームWR
とのZ方向の間隔のM倍に設定されている。
【0025】ビームスプリッター20に戻された両ビー
ムRS及びRRは、レチクル用レーザー干渉計本体部2
6に付属のレシーバ(受光部)に入射する。実際には、
ビームスプリッター20に戻された両ビームRS及びR
Rは、レチクル用レーザー干渉計本体部26からの入射
方向と直交する方向に射出する場合もあり、この場合に
はそのレシーバはビームスプリッター20の上部側に配
置される。そして、ウエハ側のX軸用レーザー干渉計本
体部13と同様に、レチクル用レーザー干渉計本体部2
6は、ヘテロダイン方式又はホモダイン方式によりレチ
クル側参照ビームRRの光路長とレチクル側測長ビーム
RSの光路長との差、ひいてはレチクル側固定鏡25を
基準にした場合のレチクル側移動鏡24のX方向の座標
を高い分解能で且つ高精度に計測する。尚、ビームスプ
リッター20を射出して移動鏡24と固定鏡25との各
々に向かうレーザビームの光路のうち、少なくとも固定
鏡25に向かうレーザビームの光路を覆う固定筒(カバ
ー)を設け、空気ゆらぎ等による干渉計の計測精度の低
下を防止するようにしても良い。このとき、さらに固定
カバー内部に、温度制御された気体を流すようにしても
良い。これは本実施例の干渉計の構成上、固定鏡25に
向かうレーザビームの光路が長くなり得るためである。
また、移動鏡24に向かうレーザビームの光路を覆うカ
バーも設けても良いが、このときステージ23の移動に
追従(連動)して当該カバーを伸縮可能に構成しておく
ことが望ましい。また、ウエハ側の干渉計に対しても上
記の如きカバーを設けるようにしても良い。
ムRS及びRRは、レチクル用レーザー干渉計本体部2
6に付属のレシーバ(受光部)に入射する。実際には、
ビームスプリッター20に戻された両ビームRS及びR
Rは、レチクル用レーザー干渉計本体部26からの入射
方向と直交する方向に射出する場合もあり、この場合に
はそのレシーバはビームスプリッター20の上部側に配
置される。そして、ウエハ側のX軸用レーザー干渉計本
体部13と同様に、レチクル用レーザー干渉計本体部2
6は、ヘテロダイン方式又はホモダイン方式によりレチ
クル側参照ビームRRの光路長とレチクル側測長ビーム
RSの光路長との差、ひいてはレチクル側固定鏡25を
基準にした場合のレチクル側移動鏡24のX方向の座標
を高い分解能で且つ高精度に計測する。尚、ビームスプ
リッター20を射出して移動鏡24と固定鏡25との各
々に向かうレーザビームの光路のうち、少なくとも固定
鏡25に向かうレーザビームの光路を覆う固定筒(カバ
ー)を設け、空気ゆらぎ等による干渉計の計測精度の低
下を防止するようにしても良い。このとき、さらに固定
カバー内部に、温度制御された気体を流すようにしても
良い。これは本実施例の干渉計の構成上、固定鏡25に
向かうレーザビームの光路が長くなり得るためである。
また、移動鏡24に向かうレーザビームの光路を覆うカ
バーも設けても良いが、このときステージ23の移動に
追従(連動)して当該カバーを伸縮可能に構成しておく
ことが望ましい。また、ウエハ側の干渉計に対しても上
記の如きカバーを設けるようにしても良い。
【0026】そして、レチクル走査ステージ23の不図
示の駆動部は、レチクル用レーザー干渉計本体部26の
計測結果に基づいてレチクル走査ステージ23のX方向
の座標位置を調整する。本実施例では、照明光学系27
から射出された露光光ILは、レチクル16A上のスリ
ット状の照明領域28を照明する。この照明領域28
は、図2に示すように、円形の領域29に内接する矩形
の領域であり、照明領域28はレチクル16Aのパター
ン領域PAの一部を覆うだけの面積を有するのみであ
る。そこで、レチクル16Aのパターン領域PAのパタ
ーン像の全体をウエハ8上に露光するためには、図2に
おいて、照明領域28の長手方向に直交する走査方向D
1にレチクル16Aを走査する必要がある。
示の駆動部は、レチクル用レーザー干渉計本体部26の
計測結果に基づいてレチクル走査ステージ23のX方向
の座標位置を調整する。本実施例では、照明光学系27
から射出された露光光ILは、レチクル16A上のスリ
ット状の照明領域28を照明する。この照明領域28
は、図2に示すように、円形の領域29に内接する矩形
の領域であり、照明領域28はレチクル16Aのパター
ン領域PAの一部を覆うだけの面積を有するのみであ
る。そこで、レチクル16Aのパターン領域PAのパタ
ーン像の全体をウエハ8上に露光するためには、図2に
おいて、照明領域28の長手方向に直交する走査方向D
1にレチクル16Aを走査する必要がある。
【0027】図1に戻り、レチクル16Aの走査方向D
1は−X方向である。そして、レチクル16Aを−X方
向へ一定速度Vで走査する際には、同期してウエハ側X
ステージ7を駆動することにより、ウエハ8をX方向へ
一定速度V/Mで走査する。従って、X方向はウエハ8
の走査方向D2と等しい。このようにレチクル16A及
びウエハ8を同期して走査することにより、レチクル1
6Aの共役像とウエハ8との位置関係が一定に維持され
た状態で、レチクル16Aの全パターンの1/M倍の縮
小像がウエハ8の当該露光領域に転写される。この際
に、本実施例ではステージ支持台3、コラム4及びレチ
クルステージ支持台22は剛性の高い素材で作られ、ス
リットスキャン露光時のレチクルステージ系及びウエハ
ステージ系の駆動で変形をおこさないようになってい
る。
1は−X方向である。そして、レチクル16Aを−X方
向へ一定速度Vで走査する際には、同期してウエハ側X
ステージ7を駆動することにより、ウエハ8をX方向へ
一定速度V/Mで走査する。従って、X方向はウエハ8
の走査方向D2と等しい。このようにレチクル16A及
びウエハ8を同期して走査することにより、レチクル1
6Aの共役像とウエハ8との位置関係が一定に維持され
た状態で、レチクル16Aの全パターンの1/M倍の縮
小像がウエハ8の当該露光領域に転写される。この際
に、本実施例ではステージ支持台3、コラム4及びレチ
クルステージ支持台22は剛性の高い素材で作られ、ス
リットスキャン露光時のレチクルステージ系及びウエハ
ステージ系の駆動で変形をおこさないようになってい
る。
【0028】次に、本例でステージ支持台3及びコラム
4を含む投影露光部が傾斜して投影光学系PLの光軸A
X1が傾斜した場合の動作につき説明する。図3(a)
は投影光学系PLの光軸AX1がZ軸に平行な光軸AX
0から角度θだけ傾斜した状態を示し、仮に光軸AX1
が光軸AX0に合致しているときに、X軸用移動鏡9と
X軸用固定鏡10とはX方向に同じ位置にあり、レチク
ル側移動鏡24とレチクル側固定鏡25とはX方向に同
じ位置にあったものとする。
4を含む投影露光部が傾斜して投影光学系PLの光軸A
X1が傾斜した場合の動作につき説明する。図3(a)
は投影光学系PLの光軸AX1がZ軸に平行な光軸AX
0から角度θだけ傾斜した状態を示し、仮に光軸AX1
が光軸AX0に合致しているときに、X軸用移動鏡9と
X軸用固定鏡10とはX方向に同じ位置にあり、レチク
ル側移動鏡24とレチクル側固定鏡25とはX方向に同
じ位置にあったものとする。
【0029】図3(a)の状態では、X軸用固定鏡10
へ入射するウエハ側参照ビームWRの光路長に対してX
軸用移動鏡9へ入射するウエハ側測長ビームWSの光路
長がΔX2だけ変化して、レチクル側参照鏡25へ入射
するレチクル側参照ビームRRの光路長に対してレチク
ル側移動鏡24へ入射するレチクル側測長ビームRSの
光路長がΔX1だけ変化する。両ビームWR及びWSの
間隔は両ビームRS及びRRの間隔のM倍であるため、
次式が成立する。 ΔX1=M・ΔX2
へ入射するウエハ側参照ビームWRの光路長に対してX
軸用移動鏡9へ入射するウエハ側測長ビームWSの光路
長がΔX2だけ変化して、レチクル側参照鏡25へ入射
するレチクル側参照ビームRRの光路長に対してレチク
ル側移動鏡24へ入射するレチクル側測長ビームRSの
光路長がΔX1だけ変化する。両ビームWR及びWSの
間隔は両ビームRS及びRRの間隔のM倍であるため、
次式が成立する。 ΔX1=M・ΔX2
【0030】次に、それら光路長の変化を相殺するため
に、図3(b)に示すように、ウエハ側Xステージ7が
走査方向D2に所定量、即ちX方向に−ΔX2だけ移動
して、レチクル走査ステージ23が走査方向D1に所定
量、即ち−X方向に−ΔX1だけ移動する。これにより
レチクル16A側の光路長差の変化量及びウエハ8側の
光路長差の変化量はそれぞれ0になる。この場合、例え
ば図3(a)で光軸AX1上のレチクル16A上の点3
0とウエハ8上の点30Pとが共役であるとすると、図
3(b)において、点30Pは光軸AX1からX方向に
−ΔX2だけ移動して、点30は光軸AX1から−X方
向に−ΔX1(=−M・ΔX2)だけ移動している。し
かしながら、投影光学系PLの投影倍率は1/Mである
ため、図3(b)においても、点30と点30Pとは共
役である。従って、光軸AX1が任意の角度θだけ傾斜
しても、レチクル16Aの共役像とウエハ8との重ね合
わせ精度は高精度に維持される。
に、図3(b)に示すように、ウエハ側Xステージ7が
走査方向D2に所定量、即ちX方向に−ΔX2だけ移動
して、レチクル走査ステージ23が走査方向D1に所定
量、即ち−X方向に−ΔX1だけ移動する。これにより
レチクル16A側の光路長差の変化量及びウエハ8側の
光路長差の変化量はそれぞれ0になる。この場合、例え
ば図3(a)で光軸AX1上のレチクル16A上の点3
0とウエハ8上の点30Pとが共役であるとすると、図
3(b)において、点30Pは光軸AX1からX方向に
−ΔX2だけ移動して、点30は光軸AX1から−X方
向に−ΔX1(=−M・ΔX2)だけ移動している。し
かしながら、投影光学系PLの投影倍率は1/Mである
ため、図3(b)においても、点30と点30Pとは共
役である。従って、光軸AX1が任意の角度θだけ傾斜
しても、レチクル16Aの共役像とウエハ8との重ね合
わせ精度は高精度に維持される。
【0031】なお、図1の構成ではX軸用固定鏡10及
びレチクル側固定鏡25は投影光学系PLの鏡筒5に固
定されているが、それら固定鏡をそれぞれコラム4の側
面部4a及び4bに固定してもよいことは明かである。
次に本実施例の種々の変形例につき図4を参照して説明
する。図4において図1に対応する部分には同一符号を
付している。先ず図4(a)の変形例では、ウエハ側の
X軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の下方のステージ
支持台3の側面に固定し、レチクル側固定鏡25をコラ
ム4上に更に延長された支持台31の側面で且つレチク
ル側移動鏡24の上方に固定する。
びレチクル側固定鏡25は投影光学系PLの鏡筒5に固
定されているが、それら固定鏡をそれぞれコラム4の側
面部4a及び4bに固定してもよいことは明かである。
次に本実施例の種々の変形例につき図4を参照して説明
する。図4において図1に対応する部分には同一符号を
付している。先ず図4(a)の変形例では、ウエハ側の
X軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の下方のステージ
支持台3の側面に固定し、レチクル側固定鏡25をコラ
ム4上に更に延長された支持台31の側面で且つレチク
ル側移動鏡24の上方に固定する。
【0032】また、X軸用移動鏡9及びX軸用固定鏡1
0の反射面の方向とレチクル側移動鏡24及びレチクル
側固定鏡25の反射面の方向とは逆である。そして、投
影光学系PLの投影倍率を1/Mとして、X軸用移動鏡
9に入射するウエハ側測長ビームWSとX軸用固定鏡1
0に入射するウエハ側参照ビームWRとのZ方向の間隔
をLとすると、レチクル側移動鏡24に入射するレチク
ル側測長ビームRSとレチクル側固定鏡25に入射する
レチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔をM・Lに
設定する。この配置でも、図1の実施例と同様に、投影
光学系PLの光軸AX1が傾斜した場合のレチクル16
Aの共役像とウエハ8との重ね合わせ精度が高精度に維
持される。
0の反射面の方向とレチクル側移動鏡24及びレチクル
側固定鏡25の反射面の方向とは逆である。そして、投
影光学系PLの投影倍率を1/Mとして、X軸用移動鏡
9に入射するウエハ側測長ビームWSとX軸用固定鏡1
0に入射するウエハ側参照ビームWRとのZ方向の間隔
をLとすると、レチクル側移動鏡24に入射するレチク
ル側測長ビームRSとレチクル側固定鏡25に入射する
レチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔をM・Lに
設定する。この配置でも、図1の実施例と同様に、投影
光学系PLの光軸AX1が傾斜した場合のレチクル16
Aの共役像とウエハ8との重ね合わせ精度が高精度に維
持される。
【0033】次に、図4(b)の変形例では、レチクル
側移動鏡24をレチクル走査ステージ23上でウエハ側
のX軸用移動鏡9と同じ側に固定する。そして、ウエハ
側のX軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の上方の鏡筒
5の側面に固定し、レチクル側固定鏡25をコラム4上
に更に延長された支持台31の側面で且つレチクル側移
動鏡24の上方に固定する。従って、X軸用移動鏡9及
びX軸用固定鏡10の反射面の方向とレチクル側移動鏡
24及びレチクル側固定鏡25の反射面の方向とは同一
である。そして、投影光学系PLの投影倍率を1/Mと
して、X軸用移動鏡9に入射するウエハ側測長ビームW
SとX軸用固定鏡10に入射するウエハ側参照ビームW
RとのZ方向の間隔をLとすると、レチクル側移動鏡2
4に入射するレチクル側測長ビームRSとレチクル側固
定鏡25に入射するレチクル側参照ビームRRとのZ方
向の間隔をM・Lに設定する。この配置でも、図1の実
施例と同様に、投影光学系PLの光軸AX1が傾斜した
場合のレチクル16Aの共役像とウエハ8との重ね合わ
せ精度が高精度に維持される。
側移動鏡24をレチクル走査ステージ23上でウエハ側
のX軸用移動鏡9と同じ側に固定する。そして、ウエハ
側のX軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の上方の鏡筒
5の側面に固定し、レチクル側固定鏡25をコラム4上
に更に延長された支持台31の側面で且つレチクル側移
動鏡24の上方に固定する。従って、X軸用移動鏡9及
びX軸用固定鏡10の反射面の方向とレチクル側移動鏡
24及びレチクル側固定鏡25の反射面の方向とは同一
である。そして、投影光学系PLの投影倍率を1/Mと
して、X軸用移動鏡9に入射するウエハ側測長ビームW
SとX軸用固定鏡10に入射するウエハ側参照ビームW
RとのZ方向の間隔をLとすると、レチクル側移動鏡2
4に入射するレチクル側測長ビームRSとレチクル側固
定鏡25に入射するレチクル側参照ビームRRとのZ方
向の間隔をM・Lに設定する。この配置でも、図1の実
施例と同様に、投影光学系PLの光軸AX1が傾斜した
場合のレチクル16Aの共役像とウエハ8との重ね合わ
せ精度が高精度に維持される。
【0034】次に、図4(c)の変形例では、レチクル
側移動鏡24がレチクル走査ステージ23上でウエハ側
のX軸用移動鏡9と同じ側に固定されている。そして、
ウエハ側のX軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の下方
のステージ支持台3の側面に固定し、レチクル側固定鏡
25をレチクル側移動鏡24の下方の鏡筒5の側面部に
固定する。従って、X軸用移動鏡9及びX軸用固定鏡1
0の反射面の方向とレチクル側移動鏡24及びレチクル
側固定鏡25の反射面の方向とは同一である。そして、
投影光学系PLの投影倍率を1/Mとして、X軸用移動
鏡9に入射するウエハ側測長ビームWSとX軸用固定鏡
10に入射するウエハ側参照ビームWRとのZ方向の間
隔をLとすると、レチクル側移動鏡24に入射するレチ
クル側測長ビームRSとレチクル側固定鏡25に入射す
るレチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔をM・L
に設定する。この配置でも、図1の実施例と同様に、投
影光学系PLの光軸AX1が傾斜した場合のレチクル1
6Aの共役像とウエハ8との重ね合わせ精度が高精度に
維持される。
側移動鏡24がレチクル走査ステージ23上でウエハ側
のX軸用移動鏡9と同じ側に固定されている。そして、
ウエハ側のX軸用固定鏡10を、X軸用移動鏡9の下方
のステージ支持台3の側面に固定し、レチクル側固定鏡
25をレチクル側移動鏡24の下方の鏡筒5の側面部に
固定する。従って、X軸用移動鏡9及びX軸用固定鏡1
0の反射面の方向とレチクル側移動鏡24及びレチクル
側固定鏡25の反射面の方向とは同一である。そして、
投影光学系PLの投影倍率を1/Mとして、X軸用移動
鏡9に入射するウエハ側測長ビームWSとX軸用固定鏡
10に入射するウエハ側参照ビームWRとのZ方向の間
隔をLとすると、レチクル側移動鏡24に入射するレチ
クル側測長ビームRSとレチクル側固定鏡25に入射す
るレチクル側参照ビームRRとのZ方向の間隔をM・L
に設定する。この配置でも、図1の実施例と同様に、投
影光学系PLの光軸AX1が傾斜した場合のレチクル1
6Aの共役像とウエハ8との重ね合わせ精度が高精度に
維持される。
【0035】また、上述実施例はスリットスキャン方式
の投影露光装置に本発明を適用したものであるが、図5
のようなステップ・アンド・リピート方式の投影露光装
置においても、レチクル16の位置検出をレーザー干渉
計方式で行う場合には本発明の配置を適用することによ
り、レチクル16の共役像とウエハ8との重ね合わせ精
度が高精度に維持される。このように、本発明は上述実
施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の構成を取り得る。
の投影露光装置に本発明を適用したものであるが、図5
のようなステップ・アンド・リピート方式の投影露光装
置においても、レチクル16の位置検出をレーザー干渉
計方式で行う場合には本発明の配置を適用することによ
り、レチクル16の共役像とウエハ8との重ね合わせ精
度が高精度に維持される。このように、本発明は上述実
施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の構成を取り得る。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、マスク側移動鏡及びマ
スク側参照鏡にそれぞれ入射する光ビームの間隔L1
と、基板側移動鏡及び基板側参照鏡にそれぞれ入射する
光ビームの間隔L2とが所定の間隔に設定されて、第2
物体としての感光基板、投影光学系及び第1物体として
のマスクを支持するステージ系の傾斜による誤差が相殺
されるようになっているので、マスクと感光基板との位
置ずれ誤差が発生しない利点がある。
スク側参照鏡にそれぞれ入射する光ビームの間隔L1
と、基板側移動鏡及び基板側参照鏡にそれぞれ入射する
光ビームの間隔L2とが所定の間隔に設定されて、第2
物体としての感光基板、投影光学系及び第1物体として
のマスクを支持するステージ系の傾斜による誤差が相殺
されるようになっているので、マスクと感光基板との位
置ずれ誤差が発生しない利点がある。
【0037】この場合、マスク側参照鏡及び基板側参照
鏡の配置の自由度は広く、必要に応じて最適な配置を選
択することができる。尚、マスク側参照鏡及び基板側参
照鏡をそれぞれ投影光学系の鏡筒の側面に対向するよう
に取り付けた構成では、投影光学系の光軸方向の装置の
長さが短くなり、干渉計の構成も特に簡略化される。ま
た、本発明を第1物体と第2物体とを同期移動すること
により、その第2物体を走査露光するスリットスキャン
方式のような走査型露光装置に適用した場合には、走査
露光時の振動によってステージ系が傾斜しても、重ね合
わせ精度が高精度に維持できる。
鏡の配置の自由度は広く、必要に応じて最適な配置を選
択することができる。尚、マスク側参照鏡及び基板側参
照鏡をそれぞれ投影光学系の鏡筒の側面に対向するよう
に取り付けた構成では、投影光学系の光軸方向の装置の
長さが短くなり、干渉計の構成も特に簡略化される。ま
た、本発明を第1物体と第2物体とを同期移動すること
により、その第2物体を走査露光するスリットスキャン
方式のような走査型露光装置に適用した場合には、走査
露光時の振動によってステージ系が傾斜しても、重ね合
わせ精度が高精度に維持できる。
【図1】本発明による投影露光装置の一実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図2】図1のスリット状の照明領域を示す平面図であ
る。
る。
【図3】(a)は図1の投影光学系PLの光軸が傾斜し
た状態を示す側面図、(b)は図3(a)の状態から光
路長の変化量を相殺するようにウエハ側Xステージ7及
びレチクル走査ステージ23を動かした状態を示す側面
図である。
た状態を示す側面図、(b)は図3(a)の状態から光
路長の変化量を相殺するようにウエハ側Xステージ7及
びレチクル走査ステージ23を動かした状態を示す側面
図である。
【図4】図1の実施例の種々の変形例を示す要部の構成
図である。
図である。
【図5】従来のレーザー干渉計を備えた投影露光装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図6】図5の投影露光装置において投影露光部が傾斜
した状態の要部を示す拡大図である。
した状態の要部を示す拡大図である。
2A,2B 防振ばね 3 ステージ支持台 4 コラム PL 投影光学系 5 投影光学系の鏡筒 7 ウエハ側Xステージ 9 X軸用移動鏡 10 X軸用固定鏡 13 X軸用レーザー干渉計本体部 22 レチクルステージ支持台 23 レチクル走査ステージ 24 レチクル側移動鏡 25 レチクル側固定鏡 26 レチクル用レーザー干渉計本体部 27 照明光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 521 G03F 9/00
Claims (20)
- 【請求項1】 マスクのパターン像を感光基板上に投影
する投影光学系と、前記マスクを保持して前記投影光学
系の光軸に垂直な平面内で前記マスクを移動させるマス
クステージと、前記感光基板を保持して前記投影光学系
の光軸に垂直な平面内で前記感光基板を移動させる基板
ステージと、前記マスクステージの所定の方向の移動量
を検出するマスク側干渉計と、前記基板ステージの前記
所定の方向と共役な方向の移動量を検出する基板側干渉
計とを有する投影露光装置において、 前記マスク側干渉計を、前記マスクステージに取り付け
られたマスク側移動鏡と、前記マスクステージが載置さ
れているマスク側ガイド部に対して動かないように取り
付けられたマスク側参照鏡と、前記マスク側移動鏡及び
マスク側参照鏡に対して光ビームを平行に照射して前記
マスク側移動鏡及びマスク側参照鏡からそれぞれ反射さ
れる光ビームを干渉させるマスク側干渉計測手段とより
構成し、 前記基板側干渉計を、前記基板ステージに取り付けられ
た基板側移動鏡と、前記基板ステージが載置されている
基板側ガイドに対して動かないように取り付けられた基
板側参照鏡と、前記基板側移動鏡及び基板側参照鏡に対
して光ビームを平行に照射して前記基板側移動鏡及び基
板側参照鏡からそれぞれ反射される光ビームを干渉させ
る基板側干渉計測手段とより構成し、 前記投影光学系の前記マスクから前記感光基板への投影
倍率を1/M(Mは正の実数)としたときに、前記マス
ク側移動鏡及び前記マスク側参照鏡にそれぞれ入射する
光ビームの前記投影光学系の光軸に平行な方向の間隔L
1を、前記基板側移動鏡及び前記基板側参照鏡にそれぞ
れ入射する光ビームの前記投影光学系の光軸に平行な方
向の間隔L2のM倍に設定したことを特徴とする投影露
光装置。 - 【請求項2】 前記マスク側参照鏡及び前記基板側参照
鏡をそれぞれ前記投影光学系の鏡筒の側面に対向するよ
うに取り付けた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】 第1物体のパターンの像を投影光学系を
介して第2物体上に投影して、前記第2物体を露光する
投影露光装置において、第1測長ビームと第1参照ビームとを発生し、該両ビー
ムを用いて、該第1測長ビームの前記第1物体に対する
第1照射方向における 前記第1物体の位置情報を計測す
る第1干渉計システムと、第2測長ビームと第2参照ビームとを発生し、該両ビー
ムを用いて、該第2測長ビームの前記第2物体に対する
第2照射方向における 前記第2物体の位置情報を計測す
る第2干渉計システムとを有し、前記第1照射方向に垂直な方向における前記第1測長ビ
ームと前記第1参照ビームとの間の間隔と、前記第2照
射方向に垂直な方向における前記第2測長ビームと前記
第2参照ビームとの間の間隔とのうちの一方の間隔を、
該他方の間隔と 前記投影光学系の投影倍率とに基づいて
設定することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項4】 前記第1照射方向に垂直な方向、及び前
記第2照射方向に垂直な方向とは、前記投影光学系の光
軸と平行な方向であり、 前記投影光学系による前記第1物体のパターンの像の前
記第2物体上への投影倍率を1/M(Mは正の実数)と
したときに、前記投影光学系の光軸と平行な方向に関す
る前記第1干渉計システムの測長ビームと参照ビームと
の間隔L1を、前記投影光学系の光軸と平行な方向に関
する前記第2干渉計システムの測長ビームと参照ビーム
との間隔L2のM倍に設定することを特徴とする請求項
3に記載の投影露光装置。 - 【請求項5】 前記第1干渉計システムと前記第2干渉
計システムとのうちの一方の計測の基準面を、前記投影
光学系を保持する保持部材に設けたことを特徴とする請
求項3又は4に記載の投影露光装置。 - 【請求項6】 前記第1干渉計システムと前記第2干渉
計システムとのうちの他方の計測の基準面を、前記投影
光学系を保持する保持部材に設けたことを特徴とする請
求項5に記載の投影露光装置。 - 【請求項7】 前記第1干渉計システムと前記第2干渉
計システムとのうちの他方の計測の基準面を、前記投影
光学系の鏡筒に設けたことを特徴とする請求項5に記載
の投影露光装置。 - 【請求項8】 前記第1干渉計システムと前記第2干渉
計システムとの計測の基準面を前記投影光学系の鏡筒に
それぞれ設けたことを特徴とする請求項3又は4に記載
の投影露光装置。 - 【請求項9】 前記第1干渉計システムと前記第2干渉
計システムとのうちの一方の、前記測長ビームと前記参
照ビームとを生成する第1光学部材を、前記投影光学系
を保持する保持部材とは独立に配置された支持部材に取
付けることを特徴とする請求項3から8の何れか一項に
記載の投影露光装置。 - 【請求項10】 前記第1光学部材を支持する支持部材
は、前記投影光学系を保持する保持部材を支持する防振
機構から独立して配置されることを特徴とする請求項9
に記載の投影露光装置。 - 【請求項11】 前記第1干渉計システムと前記第2干
渉計システムとのうちの他方の、前記測長ビームと前記
参照ビームとを生成する第2光学部材を、前記投影光学
系を保持する保持部材とは独立に配置された支持部材に
取付けることを特徴とする請求項9又は10に記載の投
影露光装置。 - 【請求項12】 前記第2光学部材を支持する支持部材
は、前記投影光学系を保持する保持部材を支持する防振
機構から独立して配置されることを特徴とする請求項1
1に記載の投影露光装置。 - 【請求項13】 前記投影光学系を保持する保持部材を
支持する防振機構をさらに備えることを特徴とする請求
項3から8の何れか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項14】 前記保持部材は、前記第1物体と前記
第2物体とのうちの一方を保持して移動するステージの
支持をも行うことを特徴とする請求項5、6、7、9、
10、11、12又は13に記載の投影露光装置。 - 【請求項15】 前記保持部材は、前記第1物体と前記
第2物体とのうちの他方を保持して移動するステージの
支持をも行うことを特徴とする請求項14に記載の投影
露光装置。 - 【請求項16】 前記第1物体と前記第2物体とを同期
移動することにより、前記第2物体を走査露光すること
を特徴とする請求項3から15の何れか一項に記載の投
影露光装置。 - 【請求項17】 前記第1干渉計システムは前記第1物
体の同期移動の方向の位置情報を計測し、 前記第2干渉計システムは前記第2物体の同期移動の方
向の位置情報を計測することを特徴とする請求項16に
記載の投影露光装置。 - 【請求項18】 前記第1干渉計システムの計測の基準
面の方向と前記第2干渉計システムの計測の基準面の方
向とは同一であることを特徴とする請求項16又は17
に記載の投影露光装置。 - 【請求項19】 前記第1干渉計システムと前記第2干
渉計システムとのうちの一方の計測の基準面は、前記投
影光学系の光軸と平行な方向に関し、計測対象の物体に
対して前記投影光学系の反対側に設けられることを特徴
とする請求項3から18の何れか一項に記載の投影露光
装置。 - 【請求項20】 請求項1から19の何れか一項に記載
の投影露光装置を用いるデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31483992A JP3266895B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 投影露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31483992A JP3266895B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 投影露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
Related Child Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09939399A Division JP3387081B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
JP09939499A Division JP3337065B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
JP11099392A Division JPH11329965A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 投影露光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06163354A JPH06163354A (ja) | 1994-06-10 |
JP3266895B2 true JP3266895B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=18058228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31483992A Expired - Fee Related JP3266895B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 投影露光装置及び該装置を用いるデバイス製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3266895B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3624984B2 (ja) * | 1995-11-29 | 2005-03-02 | 株式会社ニコン | 投影露光装置 |
JPH09106941A (ja) * | 1995-10-11 | 1997-04-22 | Nikon Corp | 走査型露光装置及び露光方法 |
JPH11295031A (ja) | 1998-04-08 | 1999-10-29 | Canon Inc | 位置決めステージ装置とその位置計測方法および位置決めステージ装置を備えた露光装置ならびにデバイス製造方法 |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP31483992A patent/JP3266895B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06163354A (ja) | 1994-06-10 |
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