JP3365571B2 - 光学式計測装置及び露光装置 - Google Patents
光学式計測装置及び露光装置Info
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば環境チャンバ内
に設置された高精度な光学式計測装置に関し、特に環境
チャンバ内に設置された半導体露光装置やレチクル座標
測定機等において高精度に位置決めされるステージの座
標を計測するためのレーザ干渉式測長器等に適用して好
適なものである。
に設置された高精度な光学式計測装置に関し、特に環境
チャンバ内に設置された半導体露光装置やレチクル座標
測定機等において高精度に位置決めされるステージの座
標を計測するためのレーザ干渉式測長器等に適用して好
適なものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体素子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、まとめて「レチクル」という）のパターン像をフォ
トレジストが塗布されたウエハ上に露光する露光装置が
使用されている。斯かる露光装置では、ウエハを高精度
に位置決めする必要があるため、ウエハの位置決めを行
うためのステージの座標はレーザ干渉式測長器により計
測されている。また、レチクルに形成されたパターンの
良否がそのパターンを転写して形成される半導体素子の
歩留まりに影響するため、そのレチクルのパターンを計
測するためのレチクル座標測定機が使用されている。こ
のレチクル座標測定機においても、レチクルを移動する
ためのステージの座標はレーザ干渉式測長器により高精
度に計測されている。
工程で製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以
下、まとめて「レチクル」という）のパターン像をフォ
トレジストが塗布されたウエハ上に露光する露光装置が
使用されている。斯かる露光装置では、ウエハを高精度
に位置決めする必要があるため、ウエハの位置決めを行
うためのステージの座標はレーザ干渉式測長器により計
測されている。また、レチクルに形成されたパターンの
良否がそのパターンを転写して形成される半導体素子の
歩留まりに影響するため、そのレチクルのパターンを計
測するためのレチクル座標測定機が使用されている。こ
のレチクル座標測定機においても、レチクルを移動する
ためのステージの座標はレーザ干渉式測長器により高精
度に計測されている。
【０００３】通常、そのような半導体露光装置、又はレ
チクル座標測定機等は高精度な空調装置に接続された環
境チャンバ内に設置される。以下では、半導体露光装置
を例に取って説明する。その半導体露光装置が設置され
る環境チャンバ用の空調装置には大きく分けて３つの役
割がある。第１の役割は半導体露光装置全体のクリーン
（清浄）度を所定の水準に保つことであり、第２の役割
は装置の温度を一定に保つことである。そして、第３の
役割は、上述のレーザ干渉式測長器やその他の光学式セ
ンサの精度に影響を及ぼす空気の屈折率変動を抑えるこ
とである。本願は主にこの第３の役割に関するものであ
る。
チクル座標測定機等は高精度な空調装置に接続された環
境チャンバ内に設置される。以下では、半導体露光装置
を例に取って説明する。その半導体露光装置が設置され
る環境チャンバ用の空調装置には大きく分けて３つの役
割がある。第１の役割は半導体露光装置全体のクリーン
（清浄）度を所定の水準に保つことであり、第２の役割
は装置の温度を一定に保つことである。そして、第３の
役割は、上述のレーザ干渉式測長器やその他の光学式セ
ンサの精度に影響を及ぼす空気の屈折率変動を抑えるこ
とである。本願は主にこの第３の役割に関するものであ
る。
【０００４】ところで、レーザ干渉式測長器は測定ビー
ムの通過する光路の屈折率変動が誤差要因となる。即
ち、空気の温度変動などにより空気の屈折率が変動する
と、測長精度が悪化することになる。空気の屈折率の温
度変化に対する変化率はおよそ、−１ｐｐｍ／℃であ
る。この場合、測長距離を３００ｍｍ程度とすると、空
気の屈折率変動に伴う測定誤差は、１℃当り０．３μｍ
程度となる。
ムの通過する光路の屈折率変動が誤差要因となる。即
ち、空気の温度変動などにより空気の屈折率が変動する
と、測長精度が悪化することになる。空気の屈折率の温
度変化に対する変化率はおよそ、−１ｐｐｍ／℃であ
る。この場合、測長距離を３００ｍｍ程度とすると、空
気の屈折率変動に伴う測定誤差は、１℃当り０．３μｍ
程度となる。
【０００５】例えば、６４メガＤＲＡＭの製造に対応す
る次世代の半導体露光装置の場合、ウエハステージ用の
レーザ干渉式測長器に要求される測定精度は０．０１μ
ｍ程度であり、空気の温度揺らぎを０．０３℃程度以下
に抑えなければならない。このように空気の温度揺らぎ
を小さくするため、従来は、環境チャンバ用の空調装置
の性能に着目し、空調装置側での温度制御性能の向上、
環境チャンバにおける空調装置からの空気の吹き出し口
での温度むらの低減などが図られてきた。また、半導体
露光装置の場合、環境チャンバの送風口には除塵用のＨ
ＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Fi
lter）が設置されている。
る次世代の半導体露光装置の場合、ウエハステージ用の
レーザ干渉式測長器に要求される測定精度は０．０１μ
ｍ程度であり、空気の温度揺らぎを０．０３℃程度以下
に抑えなければならない。このように空気の温度揺らぎ
を小さくするため、従来は、環境チャンバ用の空調装置
の性能に着目し、空調装置側での温度制御性能の向上、
環境チャンバにおける空調装置からの空気の吹き出し口
での温度むらの低減などが図られてきた。また、半導体
露光装置の場合、環境チャンバの送風口には除塵用のＨ
ＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Fi
lter）が設置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
において、特に半導体露光装置の場合には環境チャンバ
の送風口にＨＥＰＡフィルタが設置されていることもあ
り、送風口から環境チャンバ内に供給された直後の空気
自体の屈折率の揺らぎは非常に小さい。しかしながら、
送風口のＨＥＰＡフィルタからレーザ干渉式測長器の光
路に到達するまでの間に、空気の屈折率の揺らぎが次第
に増加し、レーザ干渉測長機の光路ではかなりの屈折率
変動が生じて、測定精度が悪化するという不都合があっ
た。
において、特に半導体露光装置の場合には環境チャンバ
の送風口にＨＥＰＡフィルタが設置されていることもあ
り、送風口から環境チャンバ内に供給された直後の空気
自体の屈折率の揺らぎは非常に小さい。しかしながら、
送風口のＨＥＰＡフィルタからレーザ干渉式測長器の光
路に到達するまでの間に、空気の屈折率の揺らぎが次第
に増加し、レーザ干渉測長機の光路ではかなりの屈折率
変動が生じて、測定精度が悪化するという不都合があっ
た。
【０００７】この場合、屈折率の変動要因として支配的
なのは温度である。この空気の温度変動の要因として、
境界層での温度揺らぎの生成と、対流輸送による熱の拡
散とが挙げられる。これは、半導体露光装置の金物の温
度が種々の熱源の影響により環境空気より若干高くなっ
ているため、周りを流れる空気の層（流れ場）との境界
層に温度勾配が生じ、しかも空気の層（流れ場）が乱流
状態になっているため、空気の温度揺らぎが発生すると
いう現象である。その境界層で生じた空気の温度揺らぎ
が、対流輸送により送風空気全体に拡散していくため、
レーザ干渉式測長器の光路においても、空気の温度揺ら
ぎ、ひいては屈折率の揺らぎが生ずることになる。
なのは温度である。この空気の温度変動の要因として、
境界層での温度揺らぎの生成と、対流輸送による熱の拡
散とが挙げられる。これは、半導体露光装置の金物の温
度が種々の熱源の影響により環境空気より若干高くなっ
ているため、周りを流れる空気の層（流れ場）との境界
層に温度勾配が生じ、しかも空気の層（流れ場）が乱流
状態になっているため、空気の温度揺らぎが発生すると
いう現象である。その境界層で生じた空気の温度揺らぎ
が、対流輸送により送風空気全体に拡散していくため、
レーザ干渉式測長器の光路においても、空気の温度揺ら
ぎ、ひいては屈折率の揺らぎが生ずることになる。
【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、環境チャンバ内
に温度が高い装置と一緒に設置される光学式計測装置、
又はこのような計測装置を備えた露光装置において、光
路における気体の屈折率の変動を抑えて、測定精度を高
めることを目的とする。
に温度が高い装置と一緒に設置される光学式計測装置、
又はこのような計測装置を備えた露光装置において、光
路における気体の屈折率の変動を抑えて、測定精度を高
めることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による光学式計測
装置は、外部から温度調節された気体が供給される送風
口（１８）と、その気体が外部に放出される排出口（３
４）とを有する環境維持室（１９）内に設置され、送風
口（１８）から供給された直後の気体より温度の高い高
温部（２５，３１，３２）を有し、その気体の雰囲気中
の計測対象物（３０Ｘ）に対して光ビーム（ＬＢ１）を
照射することにより計測対象物（３０Ｘ）の位置を検出
する装置において、その光ビームの光路（４５）と高温
部（２５，３１，３２）との間に隔壁（３６）を設け、
送風口（１８）から供給されたその気体が隔壁（３６）
と高温部（２５，３１，３２）との間の副流路（４７）
及びその光ビームの光路（４５）上の主流路（４６）と
に分かれて流れるようにしたものである。
装置は、外部から温度調節された気体が供給される送風
口（１８）と、その気体が外部に放出される排出口（３
４）とを有する環境維持室（１９）内に設置され、送風
口（１８）から供給された直後の気体より温度の高い高
温部（２５，３１，３２）を有し、その気体の雰囲気中
の計測対象物（３０Ｘ）に対して光ビーム（ＬＢ１）を
照射することにより計測対象物（３０Ｘ）の位置を検出
する装置において、その光ビームの光路（４５）と高温
部（２５，３１，３２）との間に隔壁（３６）を設け、
送風口（１８）から供給されたその気体が隔壁（３６）
と高温部（２５，３１，３２）との間の副流路（４７）
及びその光ビームの光路（４５）上の主流路（４６）と
に分かれて流れるようにしたものである。
【００１０】この場合、隔壁（３６）と高温部（２５，
３１，３２）との間の間隔、即ち副流路（４７）の幅
は、予想される温度境界層の厚さより大きくするとよ
い。また、隔壁（３６）を複数枚重ねるようにしてもよ
い。次に、本発明による第１の露光装置は、ステージ
（２７，２８）に載置された基板（２６）にパタ−ンを
露光する露光装置であって、ステージ（２７，２８）の
位置を計測する計測装置として上記の本発明による光学
式計測装置を用いるものである。この場合、その高温部
の一例はそのパタ−ンを基板（２６）に投影する投影光
学系（２５）である。また、本発明による第２の露光装
置は、ステージ（２７，２８）に載置された基板（２
６）にパタ−ンを露光する露光装置であって、光源を備
えると共にステージ（２７，２８）の上方に配設され、
その光源からの検出光を用いて基板（２６）の位置を検
出する第１位置検出装置（３１，３２）と、ステージ
（２７，２８）の位置を光ビームを用いて検出する第２
位置検出装置（３０Ｘ，３８）と、ステージ（２７，２
８）と第１位置検出装置（３０Ｘ，３８）との間に設け
られた隔壁（３６）と、隔壁（３６）と第１位置検出装
置（３０Ｘ，３８）との間に温度制御された気体を供給
する第１気体供給装置（１７，３６）と、隔壁（３６）
とステージ（２７，２８）との間に温度制御された気体
を供給する第２気体供給装置（１７，３６）とを備えた
ものである。この場合、一例として、基板（２６）には
アライメントマークが形成されており、第１位置検出装
置（３１）は、そのアライメントマークを検出するアラ
イメント光学系（３１）である。また、そのパタ−ンを
基板（２６）に投影する投影光学系（２５）を備え、そ
の第１位置検出装置をそのパターンの投影面に対する基
板（２６）の位置を検出する焦点検出装置（３２）とし
てもよい。また、本発明による第３の露光装置は、ステ
ージ（２７，２８）に載置された基板（２６）にパタ−
ンを露光する露光装置であって、ステージ（２７，２
８）の位置を光ビームを用いて検出する位置検出装置
（３０Ｘ，３８）と、この位置検出装置（３０Ｘ，３
８）の下方に設けられた隔壁（３７Ｂ）と、位置検出装
置（３０Ｘ，３８）に温度制御された気体を供給する第
１気体供給装置（１７，３７Ｂ）と、隔壁（３７Ｂ）の
下方の空間に向けて温度制御された気体を供給する第２
気体供給装置（１７，３７Ｂ）とを備えたものである。
この場合、一例としてステージ（２７，２８）の少なく
とも一部は、隔壁（３７Ｂ）の下方の空間に配置されて
いる。
３１，３２）との間の間隔、即ち副流路（４７）の幅
は、予想される温度境界層の厚さより大きくするとよ
い。また、隔壁（３６）を複数枚重ねるようにしてもよ
い。次に、本発明による第１の露光装置は、ステージ
（２７，２８）に載置された基板（２６）にパタ−ンを
露光する露光装置であって、ステージ（２７，２８）の
位置を計測する計測装置として上記の本発明による光学
式計測装置を用いるものである。この場合、その高温部
の一例はそのパタ−ンを基板（２６）に投影する投影光
学系（２５）である。また、本発明による第２の露光装
置は、ステージ（２７，２８）に載置された基板（２
６）にパタ−ンを露光する露光装置であって、光源を備
えると共にステージ（２７，２８）の上方に配設され、
その光源からの検出光を用いて基板（２６）の位置を検
出する第１位置検出装置（３１，３２）と、ステージ
（２７，２８）の位置を光ビームを用いて検出する第２
位置検出装置（３０Ｘ，３８）と、ステージ（２７，２
８）と第１位置検出装置（３０Ｘ，３８）との間に設け
られた隔壁（３６）と、隔壁（３６）と第１位置検出装
置（３０Ｘ，３８）との間に温度制御された気体を供給
する第１気体供給装置（１７，３６）と、隔壁（３６）
とステージ（２７，２８）との間に温度制御された気体
を供給する第２気体供給装置（１７，３６）とを備えた
ものである。この場合、一例として、基板（２６）には
アライメントマークが形成されており、第１位置検出装
置（３１）は、そのアライメントマークを検出するアラ
イメント光学系（３１）である。また、そのパタ−ンを
基板（２６）に投影する投影光学系（２５）を備え、そ
の第１位置検出装置をそのパターンの投影面に対する基
板（２６）の位置を検出する焦点検出装置（３２）とし
てもよい。また、本発明による第３の露光装置は、ステ
ージ（２７，２８）に載置された基板（２６）にパタ−
ンを露光する露光装置であって、ステージ（２７，２
８）の位置を光ビームを用いて検出する位置検出装置
（３０Ｘ，３８）と、この位置検出装置（３０Ｘ，３
８）の下方に設けられた隔壁（３７Ｂ）と、位置検出装
置（３０Ｘ，３８）に温度制御された気体を供給する第
１気体供給装置（１７，３７Ｂ）と、隔壁（３７Ｂ）の
下方の空間に向けて温度制御された気体を供給する第２
気体供給装置（１７，３７Ｂ）とを備えたものである。
この場合、一例としてステージ（２７，２８）の少なく
とも一部は、隔壁（３７Ｂ）の下方の空間に配置されて
いる。
【００１１】
【作用】斯かる本発明によれば、送風口（１８）から供
給され高温部（２５，３１，３２）に近接又は接触して
流れる気体の温度は上昇するが、その高い温度の気体の
対流輸送による光ビームの光路（４５）への進入が隔壁
（３６）により阻止される。即ち、副流路（４７）内で
は気体の温度揺らぎが生じているが、主流路（４６）内
では気体の温度分布は一様で、気体の屈折率の分布も一
様である。従って、高精度な位置計測が行われる。
給され高温部（２５，３１，３２）に近接又は接触して
流れる気体の温度は上昇するが、その高い温度の気体の
対流輸送による光ビームの光路（４５）への進入が隔壁
（３６）により阻止される。即ち、副流路（４７）内で
は気体の温度揺らぎが生じているが、主流路（４６）内
では気体の温度分布は一様で、気体の屈折率の分布も一
様である。従って、高精度な位置計測が行われる。
【００１２】また、隔壁（３６）を複数枚設けた場合に
は、高温部（２５，３１，３２）の温度が特に高いよう
なときでも、光ビームの光路（４５）での気体の温度分
布が一様に維持される。次に、本発明の第１の露光装置
によれば、本発明による光学式計測装置を用いているの
で、気体の温度分布が一様な状態でステージ（２７，２
８）の位置を計測することができる。更に、その高温部
が投影光学系（２５）であるときには、その投影光学系
の熱の影響を受けることなくステージ（２７，２８）の
位置を計測することができる。また、本発明の第２の露
光装置によれば、ステージ（２７，２８）と第１位置検
出装置（３０Ｘ，３８）との間に隔壁（３６）を設ける
とともに、第２気体供給装置（１７，３６）が隔壁（３
６）とステージ（２７，２８）との間に温度制御された
気体を供給しているので、気体の温度分布が一様な状態
でステージ（２７，２８）の位置を計測することができ
る。この場合、その第１位置検出装置がアライメント光
学系（３１）であるときには、そのアライメント光学系
の熱の影響を受けることなく、ステージ（２７，２８）
の位置を計測することができる。更に、その第１位置検
出装置が、焦点位置検出装置（３２）であるときには、
その焦点検出装置の熱の影響を受けることなく、ステー
ジ（２７，２８）の位置を計測することができる。ま
た、本発明の第３の露光装置によれば、位置検出装置
（３０Ｘ，３８）の下方に隔壁（３７Ｂ）を設けるとと
もに、第１気体供給装置（１７，３７Ｂ）が位置検出装
置（３０Ｘ，３８）に温度制御された気体を供給してい
るので、気体の温度分布が一様な状態でステージ（２
７，２８）の位置を計測することができる。この場合、
ステージ（２７，２８）の少なくとも一部を隔壁（３７
Ｂ）の下方の空間に配置することができる。
は、高温部（２５，３１，３２）の温度が特に高いよう
なときでも、光ビームの光路（４５）での気体の温度分
布が一様に維持される。次に、本発明の第１の露光装置
によれば、本発明による光学式計測装置を用いているの
で、気体の温度分布が一様な状態でステージ（２７，２
８）の位置を計測することができる。更に、その高温部
が投影光学系（２５）であるときには、その投影光学系
の熱の影響を受けることなくステージ（２７，２８）の
位置を計測することができる。また、本発明の第２の露
光装置によれば、ステージ（２７，２８）と第１位置検
出装置（３０Ｘ，３８）との間に隔壁（３６）を設ける
とともに、第２気体供給装置（１７，３６）が隔壁（３
６）とステージ（２７，２８）との間に温度制御された
気体を供給しているので、気体の温度分布が一様な状態
でステージ（２７，２８）の位置を計測することができ
る。この場合、その第１位置検出装置がアライメント光
学系（３１）であるときには、そのアライメント光学系
の熱の影響を受けることなく、ステージ（２７，２８）
の位置を計測することができる。更に、その第１位置検
出装置が、焦点位置検出装置（３２）であるときには、
その焦点検出装置の熱の影響を受けることなく、ステー
ジ（２７，２８）の位置を計測することができる。ま
た、本発明の第３の露光装置によれば、位置検出装置
（３０Ｘ，３８）の下方に隔壁（３７Ｂ）を設けるとと
もに、第１気体供給装置（１７，３７Ｂ）が位置検出装
置（３０Ｘ，３８）に温度制御された気体を供給してい
るので、気体の温度分布が一様な状態でステージ（２
７，２８）の位置を計測することができる。この場合、
ステージ（２７，２８）の少なくとも一部を隔壁（３７
Ｂ）の下方の空間に配置することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
て説明する。本実施例は、環境チャンバ内に設置された
半導体露光装置用のレーザ干渉式測長器に本発明を適用
したものである。図１は、本実施例の環境チャンバ及び
空調機構を示し、この図１において、半導体露光装置
（投影露光装置）２１を環境チャンバ１９内に設置し、
環境チャンバ１９内が常時一定の温度に保たれる様に、
空調機構から環境チャンバ１９内に温度管理され且つ清
浄化された空気を常時供給する。環境チャンバ１９内の
空気は外気より僅かに高い圧力になるように制御されな
がら循環している。図１では、環境チャンバ１９内の空
気は閉ループとなるように表現されているが、実際には
環境チャンバ１９の側壁等には小さな開口部が多くあ
る。しかしながら、環境チャンバ１９内の空気の圧力が
外部より僅かに高いため、環境チャンバ１９内の空気が
それら開口から外部に漏れ出ることはあっても、外部か
らそれら開口を経て環境チャンバ１９内に入って来る空
気の量は無視できる程度である。
て説明する。本実施例は、環境チャンバ内に設置された
半導体露光装置用のレーザ干渉式測長器に本発明を適用
したものである。図１は、本実施例の環境チャンバ及び
空調機構を示し、この図１において、半導体露光装置
（投影露光装置）２１を環境チャンバ１９内に設置し、
環境チャンバ１９内が常時一定の温度に保たれる様に、
空調機構から環境チャンバ１９内に温度管理され且つ清
浄化された空気を常時供給する。環境チャンバ１９内の
空気は外気より僅かに高い圧力になるように制御されな
がら循環している。図１では、環境チャンバ１９内の空
気は閉ループとなるように表現されているが、実際には
環境チャンバ１９の側壁等には小さな開口部が多くあ
る。しかしながら、環境チャンバ１９内の空気の圧力が
外部より僅かに高いため、環境チャンバ１９内の空気が
それら開口から外部に漏れ出ることはあっても、外部か
らそれら開口を経て環境チャンバ１９内に入って来る空
気の量は無視できる程度である。
【００１４】本実施例の空調機構において、図示省略さ
れたエアー供給源から配管１を介して、環境チャンバ１
９の外部の空気より僅かに高い圧力の空気を空気室２内
に供給する。この際に、配管１と空気室２との接続口に
開閉自在な弁３を設け、弁３の開閉を調整して空気室２
内に供給される空気の量を調整する。空気室２から排気
された空気は、空気循環室４に達する。空気循環室４内
には送風用の羽根６を回転する送風機５を設置し、この
送風機５の動作を外部の調整装置７によって制御するこ
とにより、環境チャンバ１９内の空気の循環速度を一定
に維持する。
れたエアー供給源から配管１を介して、環境チャンバ１
９の外部の空気より僅かに高い圧力の空気を空気室２内
に供給する。この際に、配管１と空気室２との接続口に
開閉自在な弁３を設け、弁３の開閉を調整して空気室２
内に供給される空気の量を調整する。空気室２から排気
された空気は、空気循環室４に達する。空気循環室４内
には送風用の羽根６を回転する送風機５を設置し、この
送風機５の動作を外部の調整装置７によって制御するこ
とにより、環境チャンバ１９内の空気の循環速度を一定
に維持する。
【００１５】送風機５により送風された空気は、温度セ
ンサ８が設置された接続管を介して温度調節室９に達す
る。温度センサ８で検出された信号を計測装置１０に供
給し、計測装置１０では供給された信号から空気の温度
を求め、この温度情報をエアーコンプレッサ１１の制御
部に供給する。温度調節室９内には、冷却部１２及び加
熱部１３を設置し、エアーコンプレッサ１１が冷却部１
２及び加熱部１３の温度を制御して、温度調節室９内を
通過する空気の温度を所望の温度に設定する。温度制御
された空気は、別の温度センサ１４が設置された接続管
を介して第１拡散室１６に達する。温度センサ１４で検
出された信号を計測装置１５に供給し、計測装置１５で
は供給された信号から空気の温度を求め、この温度情報
をエアーコンプレッサ１１の制御部に供給する。エアー
コンプレッサ１１では、温度センサ１４で検出された温
度のフィードバック制御により、温度調節室９内の空気
の制御を行う。
ンサ８が設置された接続管を介して温度調節室９に達す
る。温度センサ８で検出された信号を計測装置１０に供
給し、計測装置１０では供給された信号から空気の温度
を求め、この温度情報をエアーコンプレッサ１１の制御
部に供給する。温度調節室９内には、冷却部１２及び加
熱部１３を設置し、エアーコンプレッサ１１が冷却部１
２及び加熱部１３の温度を制御して、温度調節室９内を
通過する空気の温度を所望の温度に設定する。温度制御
された空気は、別の温度センサ１４が設置された接続管
を介して第１拡散室１６に達する。温度センサ１４で検
出された信号を計測装置１５に供給し、計測装置１５で
は供給された信号から空気の温度を求め、この温度情報
をエアーコンプレッサ１１の制御部に供給する。エアー
コンプレッサ１１では、温度センサ１４で検出された温
度のフィードバック制御により、温度調節室９内の空気
の制御を行う。
【００１６】また、第１拡散室１６では、空気を拡散す
ることにより温度分布にむらが生じない様にする。第１
拡散室１６を通過した空気が、環境チャンバ１９への吹
き出しを均一化するための第２拡散室１７に流入し、第
２拡散室１７から吹き出された空気が、塵除去用のＨＥ
ＰＡフィルタ１８を経て環境チャンバ１９内に吹き出さ
れる。更に、第１拡散室１６から別の配管２０が、環境
チャンバ１９内の半導体露光装置２１の投影光学系２５
（後述）に接続されているが、これは、投影光学系２５
内の所定のレンズ群の間のレンズ室内の空気の圧力を強
制的に変更する等の部分空調用に用いられる。
ることにより温度分布にむらが生じない様にする。第１
拡散室１６を通過した空気が、環境チャンバ１９への吹
き出しを均一化するための第２拡散室１７に流入し、第
２拡散室１７から吹き出された空気が、塵除去用のＨＥ
ＰＡフィルタ１８を経て環境チャンバ１９内に吹き出さ
れる。更に、第１拡散室１６から別の配管２０が、環境
チャンバ１９内の半導体露光装置２１の投影光学系２５
（後述）に接続されているが、これは、投影光学系２５
内の所定のレンズ群の間のレンズ室内の空気の圧力を強
制的に変更する等の部分空調用に用いられる。
【００１７】そして、環境チャンバ１９内の空気は、環
境チャンバ１９の排出口に接続された保温管３４を通っ
て空気室２に戻される。但し、既に説明したように、環
境チャンバ１９の側壁等には小さな開口があるため、環
境チャンバ１９内に供給された空気の全部が保温管３４
を通って空気室２に戻される訳ではない。次に、環境チ
ャンバ１９内に設置された半導体露光装置２１におい
て、照明光学系２２からの露光光によりレチクルステー
ジ２４上に保持されたレチクル２３を照明し、その露光
光のもとでレチクル２３のパターンを、投影光学系２５
を介してフォトレジストが塗布されたウエハ２６上に投
影露光する。投影光学系２５の光軸に平行にＺ軸を取
り、このＺ軸に垂直で図１の紙面に平行な方向にＸ軸を
取り、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取る。そして、
ウエハ２６をＸ方向への位置決めを行うＸステージ２７
上に保持し、Ｘステージ２７をＹ方向への位置決めを行
うＹステージ２８上に載置し、Ｙステージ２８をベース
２９上に載置する。Ｘステージ２７上にＸ軸用の移動鏡
３０Ｘ及びＹ軸用の移動鏡（図２参照）を固定し、後述
のようにレーザ干渉式測長器を用いてＸステージ２７、
ひいてはウエハ２６のＸ座標及びＹ座標を常時計測す
る。この計測結果に基づいてウエハ２６の位置決めが行
われる。
境チャンバ１９の排出口に接続された保温管３４を通っ
て空気室２に戻される。但し、既に説明したように、環
境チャンバ１９の側壁等には小さな開口があるため、環
境チャンバ１９内に供給された空気の全部が保温管３４
を通って空気室２に戻される訳ではない。次に、環境チ
ャンバ１９内に設置された半導体露光装置２１におい
て、照明光学系２２からの露光光によりレチクルステー
ジ２４上に保持されたレチクル２３を照明し、その露光
光のもとでレチクル２３のパターンを、投影光学系２５
を介してフォトレジストが塗布されたウエハ２６上に投
影露光する。投影光学系２５の光軸に平行にＺ軸を取
り、このＺ軸に垂直で図１の紙面に平行な方向にＸ軸を
取り、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を取る。そして、
ウエハ２６をＸ方向への位置決めを行うＸステージ２７
上に保持し、Ｘステージ２７をＹ方向への位置決めを行
うＹステージ２８上に載置し、Ｙステージ２８をベース
２９上に載置する。Ｘステージ２７上にＸ軸用の移動鏡
３０Ｘ及びＹ軸用の移動鏡（図２参照）を固定し、後述
のようにレーザ干渉式測長器を用いてＸステージ２７、
ひいてはウエハ２６のＸ座標及びＹ座標を常時計測す
る。この計測結果に基づいてウエハ２６の位置決めが行
われる。
【００１８】また、投影光学系２５の側面部の一部に、
ウエハ２６上のアライメントマークの位置検出を行うオ
フ・アクシス方式のアライメント系３１を配置し、その
側面部の他の部分にウエハ２６の露光面のフォーカス位
置及び傾斜角を検出するためのフォーカス・レベリング
センサ部３２を配置する。フォーカス・レベリングセン
サ部３２は、ウエハ２６の露光面に投影光学系２５の光
軸に対して斜めに光束を照射して、反射光の位置ずれか
らフォーカス位置及び傾斜角を検出するものである。一
方、アライメント系３１は、例えばアライメントマーク
の像を撮像して画像処理方式でそのアライメントマーク
の位置を検出するものである。但し、アライメント系３
１として、アライメントマークに二方向からレーザビー
ムを照射し、そのアライメントマークからの回折光の干
渉光を用いて位置検出を行う所謂二光束干渉方式のアラ
イメント系を使用してもよい。また、オフ・アクシス方
式のアライメント系３１及びフォーカス・レベリングセ
ンサ部３２は架台５０上に設けられている。
ウエハ２６上のアライメントマークの位置検出を行うオ
フ・アクシス方式のアライメント系３１を配置し、その
側面部の他の部分にウエハ２６の露光面のフォーカス位
置及び傾斜角を検出するためのフォーカス・レベリング
センサ部３２を配置する。フォーカス・レベリングセン
サ部３２は、ウエハ２６の露光面に投影光学系２５の光
軸に対して斜めに光束を照射して、反射光の位置ずれか
らフォーカス位置及び傾斜角を検出するものである。一
方、アライメント系３１は、例えばアライメントマーク
の像を撮像して画像処理方式でそのアライメントマーク
の位置を検出するものである。但し、アライメント系３
１として、アライメントマークに二方向からレーザビー
ムを照射し、そのアライメントマークからの回折光の干
渉光を用いて位置検出を行う所謂二光束干渉方式のアラ
イメント系を使用してもよい。また、オフ・アクシス方
式のアライメント系３１及びフォーカス・レベリングセ
ンサ部３２は架台５０上に設けられている。
【００１９】この場合、露光中は投影光学系２５の内部
を露光光が通過するため、投影光学系２５の温度は高く
なる傾向にある。この投影光学系２５からの放熱により
アライメント系３１及びフォーカス・レベリングセンサ
３２の温度も次第に高くなる。更に、アライメント系３
１は照明用の光源等の熱源を有し、フォーカス・レベリ
ングセンサ３２も検出光用の光源等の熱源を有するた
め、投影光学系２５、アライメント系３１及びフォーカ
ス・レベリングセンサ３２の温度は、ＨＥＰＡフィルタ
１８から環境チャンバ１９内に吹き出された直後の空気
の温度に比べてかなり高い温度になっている。同様に、
Ｘステージ２７のＹ方向の側面方向にも高温の装置が設
置されている。そのため、何等かの対策を施さないと、
レーザ干渉式測長器のレーザビームの光路における空気
の温度揺らぎにより空気の屈折率が変動し、ウエハ２６
の座標の計測値に誤差が混入する。
を露光光が通過するため、投影光学系２５の温度は高く
なる傾向にある。この投影光学系２５からの放熱により
アライメント系３１及びフォーカス・レベリングセンサ
３２の温度も次第に高くなる。更に、アライメント系３
１は照明用の光源等の熱源を有し、フォーカス・レベリ
ングセンサ３２も検出光用の光源等の熱源を有するた
め、投影光学系２５、アライメント系３１及びフォーカ
ス・レベリングセンサ３２の温度は、ＨＥＰＡフィルタ
１８から環境チャンバ１９内に吹き出された直後の空気
の温度に比べてかなり高い温度になっている。同様に、
Ｘステージ２７のＹ方向の側面方向にも高温の装置が設
置されている。そのため、何等かの対策を施さないと、
レーザ干渉式測長器のレーザビームの光路における空気
の温度揺らぎにより空気の屈折率が変動し、ウエハ２６
の座標の計測値に誤差が混入する。
【００２０】本実施例では、レーザ干渉式測長器のレー
ザビームの光路における空気の温度揺らぎを防止するた
め、レーザ干渉式測長器のレーザビームの光路を覆うた
めのカバー３３を設けている。カバー３３の周囲には架
台５０が設けられており、架台５０上にはオフ・アクシ
ス方式のアライメント系３１及びフォーカス・レベリン
グセンサ部３２が設けられている。図２は本実施例のウ
エハ２６のステージ機構、レーザ干渉式測長器及びカバ
ー３３の構成を示し、この図２において、カバー３３
は、それぞれＸＺ平面に平行な側板３５Ａ及び３５Ｂの
上端間にＸＹ平面に平行に天板（本発明の隔壁）３６を
固定し、且つ側板３５Ａ及び３５Ｂの下端近傍のＸ方向
の両端部にＸＹ平面に平行に２枚の底板３７Ａ及び３７
Ｂを固定したものである。カバー３３は例えばアルミニ
ウム、ステンレススチール等の金属板、又は合成樹脂の
板等から形成する。
ザビームの光路における空気の温度揺らぎを防止するた
め、レーザ干渉式測長器のレーザビームの光路を覆うた
めのカバー３３を設けている。カバー３３の周囲には架
台５０が設けられており、架台５０上にはオフ・アクシ
ス方式のアライメント系３１及びフォーカス・レベリン
グセンサ部３２が設けられている。図２は本実施例のウ
エハ２６のステージ機構、レーザ干渉式測長器及びカバ
ー３３の構成を示し、この図２において、カバー３３
は、それぞれＸＺ平面に平行な側板３５Ａ及び３５Ｂの
上端間にＸＹ平面に平行に天板（本発明の隔壁）３６を
固定し、且つ側板３５Ａ及び３５Ｂの下端近傍のＸ方向
の両端部にＸＹ平面に平行に２枚の底板３７Ａ及び３７
Ｂを固定したものである。カバー３３は例えばアルミニ
ウム、ステンレススチール等の金属板、又は合成樹脂の
板等から形成する。
【００２１】そのカバー３３の底板３７Ａ及び３７Ｂの
間にベース２９、Ｙステージ２８及びＸステージ２７よ
りなるステージ機構が収まるように、カバー３３を取り
付ける。カバー３３の天板３６の中央に大きな円形の開
口３６ａを穿設し、この開口３６ａを介してウエハ２６
へレチクルのパターン像を投影すると共に、アライメン
ト系又はフォーカス・レベリング系からの光束を照射す
る。また、天板３６のＸ方向の端部の小さな開口３６ｂ
を介して外部からカバー３３の内部にレーザビームＬＢ
Ｘを入射させ、そのレーザビームＬＢＸをＸ軸用の干渉
光学系３８に導く。その干渉光学系３８内で分岐された
レーザビームをＸ軸に平行にＸ軸用の移動鏡３０Ｘに照
射し、移動鏡３０Ｘで反射されたレーザビームを干渉光
学系３８に戻す。干渉光学系３８からは移動鏡３０Ｘの
変位に応じて変化する計測信号が出力される。
間にベース２９、Ｙステージ２８及びＸステージ２７よ
りなるステージ機構が収まるように、カバー３３を取り
付ける。カバー３３の天板３６の中央に大きな円形の開
口３６ａを穿設し、この開口３６ａを介してウエハ２６
へレチクルのパターン像を投影すると共に、アライメン
ト系又はフォーカス・レベリング系からの光束を照射す
る。また、天板３６のＸ方向の端部の小さな開口３６ｂ
を介して外部からカバー３３の内部にレーザビームＬＢ
Ｘを入射させ、そのレーザビームＬＢＸをＸ軸用の干渉
光学系３８に導く。その干渉光学系３８内で分岐された
レーザビームをＸ軸に平行にＸ軸用の移動鏡３０Ｘに照
射し、移動鏡３０Ｘで反射されたレーザビームを干渉光
学系３８に戻す。干渉光学系３８からは移動鏡３０Ｘの
変位に応じて変化する計測信号が出力される。
【００２２】同様に、天板３６のＹ方向の端部の小さな
開口３６ｃを介して外部からカバー３３の内部にレーザ
ビームＬＢＹを入射させ、そのレーザビームＬＢＹをＹ
軸用の干渉光学系３９に導く。その干渉光学系３９内で
分岐されたレーザビームをＹ軸に平行にＹ軸用の移動鏡
３０Ｙに照射し、移動鏡３０Ｙで反射されたレーザビー
ムを干渉光学系３９に戻す。干渉光学系３９は干渉光学
系３８と同一構成であり、干渉光学系３９からは移動鏡
３０Ｙの変位に応じて変化する計測信号が出力される。
また、カバー３３の周囲には、２点鎖線で示すような架
台５０上に設けられたアライメント系３１、及びフォー
カス・レベリングセンサ３２、あるいは投影光学系２５
等の熱源を含む高温の部材が設置されている。架台５０
には露光光、干渉光学系３８、３９からのビーム、アラ
イメント系３１からの光束、及びフォーカス・レベリン
グセンサ３２からの光束を通す開口が設けられている。
開口３６ｃを介して外部からカバー３３の内部にレーザ
ビームＬＢＹを入射させ、そのレーザビームＬＢＹをＹ
軸用の干渉光学系３９に導く。その干渉光学系３９内で
分岐されたレーザビームをＹ軸に平行にＹ軸用の移動鏡
３０Ｙに照射し、移動鏡３０Ｙで反射されたレーザビー
ムを干渉光学系３９に戻す。干渉光学系３９は干渉光学
系３８と同一構成であり、干渉光学系３９からは移動鏡
３０Ｙの変位に応じて変化する計測信号が出力される。
また、カバー３３の周囲には、２点鎖線で示すような架
台５０上に設けられたアライメント系３１、及びフォー
カス・レベリングセンサ３２、あるいは投影光学系２５
等の熱源を含む高温の部材が設置されている。架台５０
には露光光、干渉光学系３８、３９からのビーム、アラ
イメント系３１からの光束、及びフォーカス・レベリン
グセンサ３２からの光束を通す開口が設けられている。
【００２３】図３は、Ｘ軸用の干渉光学系３８の詳細な
構成を示し、この図３において、アライメント系３１内
の開口３１ａ及び天板３６の開口３６ｂを介して入射し
たレーザビームＬＢＸは、偏光ビームスプリッター４０
に入射する。レーザビームＬＢＸは、周波数が僅かに異
なるレーザビームＬＢ１及びＬＢ２よりなり、レーザビ
ームＬＢ１及びＬＢ２はそれぞれ偏光ビームスプリッタ
ー４０に対してＳ偏光及びＰ偏光となっている。そし
て、レーザビームＬＢ１は偏光ビームスプリッター４０
により反射された後、１／４波長板４１を介して光路４
５に沿って移動鏡３０Ｘに向い、移動鏡３０Ｘで反射さ
れたレーザビームＬＢ１は、１／４波長板４１を介して
Ｐ偏光の状態で偏光ビームスプリッター４０を透過して
光電検出器４４に入射する。
構成を示し、この図３において、アライメント系３１内
の開口３１ａ及び天板３６の開口３６ｂを介して入射し
たレーザビームＬＢＸは、偏光ビームスプリッター４０
に入射する。レーザビームＬＢＸは、周波数が僅かに異
なるレーザビームＬＢ１及びＬＢ２よりなり、レーザビ
ームＬＢ１及びＬＢ２はそれぞれ偏光ビームスプリッタ
ー４０に対してＳ偏光及びＰ偏光となっている。そし
て、レーザビームＬＢ１は偏光ビームスプリッター４０
により反射された後、１／４波長板４１を介して光路４
５に沿って移動鏡３０Ｘに向い、移動鏡３０Ｘで反射さ
れたレーザビームＬＢ１は、１／４波長板４１を介して
Ｐ偏光の状態で偏光ビームスプリッター４０を透過して
光電検出器４４に入射する。
【００２４】一方、レーザビームＬＢ２は偏光ビームス
プリッター４０を透過した後、１／４波長板４２を介し
て参照鏡４３に向い、参照鏡４３で反射されたレーザビ
ームＬＢ２は、１／４波長板４２を介してＳ偏光の状態
で偏光ビームスプリッター４０で反射されて光電検出器
４４に入射する。光電検出器４４に入射する２本のレー
ザビームＬＢ１及びＬＢ２の干渉光を光電変換して得ら
れるビート信号Ｓから、参照鏡４３を基準とした移動鏡
３０Ｘの相対的な変位量が検出される。また、この際
に、Ｘ軸用の干渉光学系３８の光電検出器４４の後ろ側
にＨＥＰＡフィルタ１８が設置され、ＨＥＰＡフィルタ
１８から吹き出された空気が光電検出器４４から移動鏡
３０Ｘの方向に流れている。また、干渉光学系３８の下
部に底板３７Ｂが設置されている。
プリッター４０を透過した後、１／４波長板４２を介し
て参照鏡４３に向い、参照鏡４３で反射されたレーザビ
ームＬＢ２は、１／４波長板４２を介してＳ偏光の状態
で偏光ビームスプリッター４０で反射されて光電検出器
４４に入射する。光電検出器４４に入射する２本のレー
ザビームＬＢ１及びＬＢ２の干渉光を光電変換して得ら
れるビート信号Ｓから、参照鏡４３を基準とした移動鏡
３０Ｘの相対的な変位量が検出される。また、この際
に、Ｘ軸用の干渉光学系３８の光電検出器４４の後ろ側
にＨＥＰＡフィルタ１８が設置され、ＨＥＰＡフィルタ
１８から吹き出された空気が光電検出器４４から移動鏡
３０Ｘの方向に流れている。また、干渉光学系３８の下
部に底板３７Ｂが設置されている。
【００２５】以下、図３を参照して本実施例のカバー３
３の作用につき説明する。図３において、ＨＥＰＡフィ
ルタ１８から吹き出された温度調節された空気は、アラ
イメント系３１とカバー３３の一部である天板３６との
間の副流路４７、天板３６と底板３７Ｂとの間でレーザ
ビームＬＢ１の光路４５を囲む主流路４６、及び底板３
７Ｂと環境チェンバ１９の床面との間の副流路４８に分
かれて−Ｘ方向に流れる。この際に、上側の副流路４７
では高温のアライメント系３１に近接又は接触する空気
の温度が上昇し、対流が起こるため、副流路４７内の空
気の温度は変動する。同様に、環境チェンバ１９の外部
の温度が高いような場合には、下側の副流路４８でも、
空気の温度の変動が起こる。
３の作用につき説明する。図３において、ＨＥＰＡフィ
ルタ１８から吹き出された温度調節された空気は、アラ
イメント系３１とカバー３３の一部である天板３６との
間の副流路４７、天板３６と底板３７Ｂとの間でレーザ
ビームＬＢ１の光路４５を囲む主流路４６、及び底板３
７Ｂと環境チェンバ１９の床面との間の副流路４８に分
かれて−Ｘ方向に流れる。この際に、上側の副流路４７
では高温のアライメント系３１に近接又は接触する空気
の温度が上昇し、対流が起こるため、副流路４７内の空
気の温度は変動する。同様に、環境チェンバ１９の外部
の温度が高いような場合には、下側の副流路４８でも、
空気の温度の変動が起こる。
【００２６】それに対して、天板３６及び底板３７Ｂ
（更には図２の側板３５Ａ及び３５Ｂ）で囲まれた主流
路４６では、特に温度の高い部材は存在せず、且つアラ
イメント系３１等により熱せられた空気が流入すること
も無いため、空気の温度分布は一様のままに維持され
る。従って、主流路４６内のレーザビームＬＢ１の光路
４５でも、空気の温度変動は極めて小さく、空気の屈折
率の変動が極めて小さいため、移動鏡３０Ｘの座標の計
測誤差は極めて小さい。同様に、図２のＹ軸用の干渉光
学系３９においても、主流路内の空気の温度の変動が小
さいため、計測誤差が小さく抑えられる。
（更には図２の側板３５Ａ及び３５Ｂ）で囲まれた主流
路４６では、特に温度の高い部材は存在せず、且つアラ
イメント系３１等により熱せられた空気が流入すること
も無いため、空気の温度分布は一様のままに維持され
る。従って、主流路４６内のレーザビームＬＢ１の光路
４５でも、空気の温度変動は極めて小さく、空気の屈折
率の変動が極めて小さいため、移動鏡３０Ｘの座標の計
測誤差は極めて小さい。同様に、図２のＹ軸用の干渉光
学系３９においても、主流路内の空気の温度の変動が小
さいため、計測誤差が小さく抑えられる。
【００２７】なお、本実施例では、図２に示すように、
カバー３３は熱源としての構造体（アライメント系３１
等）のほぼ全表面に対向するように設けてあるが、必ず
しもそのほぼ全表面を覆う必要はない。即ち、カバー３
３を、レーザ干渉式測長器のレーザビームの光路の風上
に設けるだけでも、主流路での空気の温度変動をかなり
小さくすることができる。また、熱源としての構造体の
表面の所定部分を完全に覆う必要はない。そのように覆
う面積に応じて空気の温度変動の抑制力が決まるので、
装置に必要とされる計測精度に応じて定まる空気の温度
変動によって、カバー３３で覆う面積を定めればよい。
カバー３３は熱源としての構造体（アライメント系３１
等）のほぼ全表面に対向するように設けてあるが、必ず
しもそのほぼ全表面を覆う必要はない。即ち、カバー３
３を、レーザ干渉式測長器のレーザビームの光路の風上
に設けるだけでも、主流路での空気の温度変動をかなり
小さくすることができる。また、熱源としての構造体の
表面の所定部分を完全に覆う必要はない。そのように覆
う面積に応じて空気の温度変動の抑制力が決まるので、
装置に必要とされる計測精度に応じて定まる空気の温度
変動によって、カバー３３で覆う面積を定めればよい。
【００２８】また、例えば図３において、天板３６と高
温のアライメント系３１の表面との間の間隔、即ち副流
路４７の幅は、予想される温度境界層の厚さより大きく
するとよい。副流路４７中の空気の流れが乱流の場合
は、温度境界層の厚さを解析的に求めることはできない
が、汎用の熱流体解析コードを用いて温度境界層の厚さ
を数値計算で求めることができるので、それを利用する
ことができる。
温のアライメント系３１の表面との間の間隔、即ち副流
路４７の幅は、予想される温度境界層の厚さより大きく
するとよい。副流路４７中の空気の流れが乱流の場合
は、温度境界層の厚さを解析的に求めることはできない
が、汎用の熱流体解析コードを用いて温度境界層の厚さ
を数値計算で求めることができるので、それを利用する
ことができる。
【００２９】更に、例えば天板３６を複数枚重ねるよう
にしてもよい。このように複数枚重ねることにより、レ
ーザビームＬＢ１の光路４５での空気の温度変動が更に
小さくなる。なお、図１に示すように、カバー３３内の
空気の温度変動が小さくなるため、アライメント系３１
（特に２光束干渉方式の場合）からの光ビーム、及びフ
ォーカス・レベリングセンサ３２からの光束も安定とな
り、計測精度が高くなる。従って、アライメント系３１
及びフォーカス・レベリングセンサ３２も、本発明の光
学式計測装置の一種である。また、本発明は、例えばレ
チクル座標測定機等にも適用できる。
にしてもよい。このように複数枚重ねることにより、レ
ーザビームＬＢ１の光路４５での空気の温度変動が更に
小さくなる。なお、図１に示すように、カバー３３内の
空気の温度変動が小さくなるため、アライメント系３１
（特に２光束干渉方式の場合）からの光ビーム、及びフ
ォーカス・レベリングセンサ３２からの光束も安定とな
り、計測精度が高くなる。従って、アライメント系３１
及びフォーカス・レベリングセンサ３２も、本発明の光
学式計測装置の一種である。また、本発明は、例えばレ
チクル座標測定機等にも適用できる。
【００３０】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。
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。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、隔壁を設けるだけの簡
単な機構で、高温部の表面の境界層で生じた気体の温度
揺らぎが、対流輸送によって光学式計測装置の光路を通
過する送風気体に流入するのが防止されるため、光学式
計測装置の光路における気体の温度揺らぎに起因した屈
折率変動（揺らぎ）を、十分小さいレベルに抑えること
が可能となる。従って、種々の光学式計測装置の測定精
度を、低コストで向上させることができる。
単な機構で、高温部の表面の境界層で生じた気体の温度
揺らぎが、対流輸送によって光学式計測装置の光路を通
過する送風気体に流入するのが防止されるため、光学式
計測装置の光路における気体の温度揺らぎに起因した屈
折率変動（揺らぎ）を、十分小さいレベルに抑えること
が可能となる。従って、種々の光学式計測装置の測定精
度を、低コストで向上させることができる。
【００３２】また、隔壁を複数枚設けた場合には、光学
式計測装置の光路における気体の温度の揺らぎに起因し
た屈折変動（揺らぎ）を、更に小さくでき、測定誤差を
更に小さくできる。次に、本発明の第１の露光装置によ
れば、本発明の光学式計測装置を用いているので、ステ
ージの位置を高精度に計測することができる。この際
に、高温部が投影光学系であるときには、その投影光学
系の熱の影響を受けないので、ステージの位置を高精度
に計測することができる。また、本発明の第２の露光装
置によれば、ステージと第１位置検出装置との間に隔壁
を設けるとともに、第２気体供給装置が隔壁とステージ
との間に温度制御された気体を供給しているので、ステ
ージの位置を高精度に計測することができる。この際
に、その第１位置検出装置がアライメント光学系、又は
焦点検出装置であるときには、それぞれアライメント光
学系、又は焦点検出装置の熱の影響を受けないので、ス
テージの位置を高精度に計測することができる。また、
本発明の第３の露光装置によれば、位置検出装置の下方
に隔壁を設けるとともに、第１気体供給装置が位置検出
装置に温度制御された気体を供給しているので、ステー
ジの位置を高精度に計測することができる。更に、この
露光装置によれば、ステージの少なくとも一部を隔壁の
下方の空間に配置することができる。
式計測装置の光路における気体の温度の揺らぎに起因し
た屈折変動（揺らぎ）を、更に小さくでき、測定誤差を
更に小さくできる。次に、本発明の第１の露光装置によ
れば、本発明の光学式計測装置を用いているので、ステ
ージの位置を高精度に計測することができる。この際
に、高温部が投影光学系であるときには、その投影光学
系の熱の影響を受けないので、ステージの位置を高精度
に計測することができる。また、本発明の第２の露光装
置によれば、ステージと第１位置検出装置との間に隔壁
を設けるとともに、第２気体供給装置が隔壁とステージ
との間に温度制御された気体を供給しているので、ステ
ージの位置を高精度に計測することができる。この際
に、その第１位置検出装置がアライメント光学系、又は
焦点検出装置であるときには、それぞれアライメント光
学系、又は焦点検出装置の熱の影響を受けないので、ス
テージの位置を高精度に計測することができる。また、
本発明の第３の露光装置によれば、位置検出装置の下方
に隔壁を設けるとともに、第１気体供給装置が位置検出
装置に温度制御された気体を供給しているので、ステー
ジの位置を高精度に計測することができる。更に、この
露光装置によれば、ステージの少なくとも一部を隔壁の
下方の空間に配置することができる。
【図１】本発明による光学式計測装置の一実施例が収納
された環境チャンバ１９及び口調機構を示すブロック図
である。
された環境チャンバ１９及び口調機構を示すブロック図
である。
【図２】実施例のレーザ干渉式測長器の光路のカバーを
示す一部を切り欠いた斜視図である。
示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図３】図２のＸ軸用の干渉光学系３８付近の構造を詳
細に示す拡大断面図である。
細に示す拡大断面図である。
【符号の説明】
４ 空気循環室
９ 温度調節室
１７ 第２拡散室
１８ ＨＥＰＡフィルタ
１９ 環境チャンバ
２１ 半導体露光装置
２６ ウエハ
２７ Ｘステージ
２８ Ｙステージ
３０Ｘ Ｘ軸用の移動鏡
３１ アライメント系
３２ フォーカス・レベリングセンサ
３３ カバー
３６ 天板
３８ Ｘ軸用の干渉光学系
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
G03F 9/00
Claims (9)
- 【請求項１】 外部から温度調節された気体が供給され
る送風口と、前記気体が外部に放出される排出口とを有
する環境維持室内に設置され、前記送風口から供給され
た直後の前記気体より温度の高い高温部を有し、前記気
体の雰囲気中の計測対象物に対して光ビームを照射する
ことにより前記計測対象物の位置を検出する光学式計測
装置において、 前記光ビームの光路と前記高温部との間に隔壁を設け、
前記送風口から供給された前記気体が前記隔壁と前記高
温部との間の副流路及び前記光ビームの光路上の主流路
とに分かれて流れるようにしたことを特徴とする光学式
計測装置。 - 【請求項２】 前記隔壁を複数枚重ねたことを特徴とす
る請求項１記載の光学式計測装置。 - 【請求項３】 ステージに載置された基板にパタ−ンを
露光する露光装置において、 前記ステージの位置を計測する計測装置として請求項１
又は２記載の光学式計測装置を用いたことを特徴とする
露光装置。 - 【請求項４】 前記高温部は、前記パタ−ンを前記基板
に投影する投影光学系であることを特徴とする請求項３
記載の露光装置。 - 【請求項５】 ステージに載置された基板にパタ−ンを
露光する露光装置において、光源を備えると共に 前記ステージの上方に配設され、前
記光源からの検出光を用いて前記基板の位置を検出する
第１位置検出装置と、 前記ステージの位置を光ビームを用いて検出する第２位
置検出装置と、 前記ステージと前記第１位置検出装置との間に設けられ
た隔壁と、 前記隔壁と前記第１位置検出装置との間に温度制御され
た気体を供給する第１気体供給装置と、 前記隔壁と前記ステージとの間に温度制御された気体を
供給する第２気体供給装置と、を備えたことを特徴とす
る露光装置。 - 【請求項６】 前記基板にはアライメントマークが形成
されており、 前記第１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５記載の露光装置。 - 【請求項７】 前記パタ−ンを前記基板に投影する投影
光学系を備え、 前記第１位置検出装置は、前記パターンの投影面に対す
る前記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５記載の露光装置。 - 【請求項８】 ステージに載置された基板にパタ−ンを
露光する露光装置において、 前記ステージの位置を光ビームを用いて検出する位置検
出装置と、 前記位置検出装置の下方に設けられた隔壁と、 前記位置検出装置に温度制御された気体を供給する第１
気体供給装置と、 前記隔壁の下方の空間に向けて温度制御された気体を供
給する第２気体供給装置と、を備えたことを特徴とする
露光装置。 - 【請求項９】 前記ステージの少なくとも一部は、前記
隔壁の下方の空間に配置されていることを特徴とする請
求項８記載の露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28078893A JP3365571B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 光学式計測装置及び露光装置 |
| US08/334,059 US5550633A (en) | 1993-11-10 | 1994-11-04 | Optical measuring apparatus having a partitioning wall for dividing gas flow in an environmental chamber |
| KR1019940029385A KR950015700A (ko) | 1993-11-10 | 1994-11-10 | 광학 측정 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28078893A JP3365571B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 光学式計測装置及び露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135160A JPH07135160A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3365571B2 true JP3365571B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=17629971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28078893A Expired - Lifetime JP3365571B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 光学式計測装置及び露光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5550633A (ja) |
| JP (1) | JP3365571B2 (ja) |
| KR (1) | KR950015700A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3448787B2 (ja) * | 1994-08-30 | 2003-09-22 | 株式会社ニコン | ステージ位置計測装置 |
| JP3508240B2 (ja) * | 1994-09-13 | 2004-03-22 | 株式会社ニコン | レーザー干渉距離測定装置 |
| JP3387075B2 (ja) * | 1994-12-12 | 2003-03-17 | 株式会社ニコン | 走査露光方法、露光装置、及び走査型露光装置 |
| US5686996A (en) * | 1995-05-25 | 1997-11-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Device and method for aligning a laser |
| US6297871B1 (en) * | 1995-09-12 | 2001-10-02 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| JPH09218519A (ja) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Nikon Corp | 露光装置の環境制御方法及び装置 |
| US5870197A (en) * | 1996-10-24 | 1999-02-09 | Nikon Corporation | Precision stage interferometer system with local single air duct |
| US6714278B2 (en) | 1996-11-25 | 2004-03-30 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| JPH10270333A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Nikon Corp | 露光装置 |
| US6153044A (en) * | 1998-04-30 | 2000-11-28 | Euv Llc | Protection of lithographic components from particle contamination |
| TW588222B (en) * | 2000-02-10 | 2004-05-21 | Asml Netherlands Bv | Cooling of voice coil motors in lithographic projection apparatus |
| EP1124161A3 (en) * | 2000-02-10 | 2004-01-07 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic projection apparatus having a temperature controlled heat shield |
| JPWO2002054460A1 (ja) * | 2000-12-27 | 2004-05-13 | 株式会社ニコン | 露光装置 |
| JP4981218B2 (ja) * | 2001-06-15 | 2012-07-18 | キヤノン株式会社 | 露光装置および露光方法 |
| GB0222970D0 (en) * | 2002-10-04 | 2002-11-13 | Renishaw Plc | Vacuum compatible laser interferometer |
| JP3862678B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2006-12-27 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びデバイス製造方法 |
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| JP5305568B2 (ja) * | 2006-05-22 | 2013-10-02 | 株式会社東芝 | 露光装置及びケミカルフィルタ寿命検知方法 |
| JP2008147316A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Canon Inc | 位置決め装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
| DE102007049133A1 (de) * | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Vistec Semiconductor Systems Gmbh | Vorrichtung zur Bestimmung der Position mindestens einer Struktur auf einem Objekt, Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung für die Vorrichtung und Verwendung von Schutzgas für die Vorrichtung |
| US8582113B2 (en) | 2007-02-13 | 2013-11-12 | Kla-Tencor Mie Gmbh | Device for determining the position of at least one structure on an object, use of an illumination apparatus with the device and use of protective gas with the device |
| US20080198369A1 (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Nikon Corporation | Interferometer air-fluctuation monitors and systems comprising same |
| DE102007034942A1 (de) * | 2007-04-05 | 2008-10-16 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Vorrichtung zur Vermessung von Substraten |
| US7817262B2 (en) * | 2007-06-27 | 2010-10-19 | Vistec Semiconductor Systems Gmbh | Device for measuring positions of structures on a substrate |
| DE102007051391B3 (de) * | 2007-10-25 | 2008-12-18 | Vistec Semiconductor Systems Gmbh | Einrichtung zum Bestimmen von Positionen von Strukturen auf einem Substrat |
| US20100014097A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Nikon Corporation | Algorithm correcting for correction of interferometer fluctuation |
| JP2010182834A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Nikon Corp | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
| JP6278833B2 (ja) * | 2014-05-21 | 2018-02-14 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、および物品の製造方法 |
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| CN113406864B (zh) * | 2021-05-24 | 2022-10-28 | 上海顺灏新材料科技股份有限公司 | 光刻机***设备集成监测***及监测方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-11-10 JP JP28078893A patent/JP3365571B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-11-04 US US08/334,059 patent/US5550633A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-10 KR KR1019940029385A patent/KR950015700A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950015700A (ko) | 1995-06-17 |
| US5550633A (en) | 1996-08-27 |
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