JPH07142331A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPH07142331A JPH07142331A JP5154715A JP15471593A JPH07142331A JP H07142331 A JPH07142331 A JP H07142331A JP 5154715 A JP5154715 A JP 5154715A JP 15471593 A JP15471593 A JP 15471593A JP H07142331 A JPH07142331 A JP H07142331A
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- transparent plate
- reticle
- wafer
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】マスクステージと基板ステージの走査露光中の
相対的位置ずれを高速に制御する。 【構成】ステップアンドスキャン方式の露光装置におい
て、レチクルステージ干渉計16の位置情報とウェハス
テージ干渉計9の位置情報から、レチクル14とウェハ
5の走査中の本来の位置関係からの相対的位置ずれを演
算する。その演算結果から透明板20、21を傾斜させ
る事によりレチクル14のウェハ5上への投影像をシフ
トさせ、走査露光中に相対的な位置ずれを補正する。
相対的位置ずれを高速に制御する。 【構成】ステップアンドスキャン方式の露光装置におい
て、レチクルステージ干渉計16の位置情報とウェハス
テージ干渉計9の位置情報から、レチクル14とウェハ
5の走査中の本来の位置関係からの相対的位置ずれを演
算する。その演算結果から透明板20、21を傾斜させ
る事によりレチクル14のウェハ5上への投影像をシフ
トさせ、走査露光中に相対的な位置ずれを補正する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や液晶表示
素子等を製造するときに使用される走査式の投影露光装
置に関し、特に走査露光中の位置合わせ方法に関するも
のである。
素子等を製造するときに使用される走査式の投影露光装
置に関し、特に走査露光中の位置合わせ方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】 従来より、この種の投影露光装置の露
光方式には、大別して2つの方法がある。1つは原画パ
ターンのパターン全体を内包しえる露光フィールドを持
った投影光学系を介してウェハやプレート等の感光基板
をステップアンドリピート方式で露光する方法であり、
もう1つは原画パターンと感光基板とを投影光学系を挟
んで対向させて円弧状スリット照明光の下で原画パター
ンと感光基板とを相対走査して露光するスキャン方法で
ある。前者のステップアンドリピート方式を採用したス
テッパーは、最近のリソグラフィー工程で主流をなす装
置である。これは、後者のスキャン露光方式を採用した
アライナーに比べて、解像力、重ね合わせ精度、スルー
プット等がいずれも高くなってきており、今後も暫くは
ステッパーが主流であるものと考えられている。
光方式には、大別して2つの方法がある。1つは原画パ
ターンのパターン全体を内包しえる露光フィールドを持
った投影光学系を介してウェハやプレート等の感光基板
をステップアンドリピート方式で露光する方法であり、
もう1つは原画パターンと感光基板とを投影光学系を挟
んで対向させて円弧状スリット照明光の下で原画パター
ンと感光基板とを相対走査して露光するスキャン方法で
ある。前者のステップアンドリピート方式を採用したス
テッパーは、最近のリソグラフィー工程で主流をなす装
置である。これは、後者のスキャン露光方式を採用した
アライナーに比べて、解像力、重ね合わせ精度、スルー
プット等がいずれも高くなってきており、今後も暫くは
ステッパーが主流であるものと考えられている。
【0003】このステップアンドリピート方式におい
て、露光前にマスクステージに載置された原画パターン
と基板ステージ上に載置された感光基板の位置ずれ補正
は、露光装置内に設けられたアライメント装置を使用し
て行う。そして、アライメント装置によって原画パター
ンと感光基板との相対位置合わせが完了すると、露光用
照明系からの照明光を所定時間だけ原画パターンに照射
し、その間原画パターンと感光基板との位置ずれが生じ
ないように保たれた状態で、感光基板が露光される。
て、露光前にマスクステージに載置された原画パターン
と基板ステージ上に載置された感光基板の位置ずれ補正
は、露光装置内に設けられたアライメント装置を使用し
て行う。そして、アライメント装置によって原画パター
ンと感光基板との相対位置合わせが完了すると、露光用
照明系からの照明光を所定時間だけ原画パターンに照射
し、その間原画パターンと感光基板との位置ずれが生じ
ないように保たれた状態で、感光基板が露光される。
【0004】ところで、最近投影スキャン露光方式にお
いても高解像力を達成する新たな方式がSPIE Vol.
1088 Optical/Laser Microlithography II(1989)の第4
24頁〜433頁において、ステップアンドスキャン方
式として提案された。ステップアンドスキャン方式と
は、原画パターンを一次元方向に走査しつつ、ウェハを
それと同期した速度で一次元に走査するスキャン方式
と、走査露光方向と直交する方向にウェハをステップ移
動させる方式とを混用したものである。
いても高解像力を達成する新たな方式がSPIE Vol.
1088 Optical/Laser Microlithography II(1989)の第4
24頁〜433頁において、ステップアンドスキャン方
式として提案された。ステップアンドスキャン方式と
は、原画パターンを一次元方向に走査しつつ、ウェハを
それと同期した速度で一次元に走査するスキャン方式
と、走査露光方向と直交する方向にウェハをステップ移
動させる方式とを混用したものである。
【0005】図4は、ステップアンドスキャン方式の概
念を説明する図であるが、ここでは、感光基板W上のX
方向のショット領域(1チップ,又はマルチチップ)の
並びを円弧状スリット照明光RILで走査露光し、Y方
向については感光基板(ウェハ)Wをステッピングさせ
るものとする。同図中、破線で示した矢印がステップア
ンドスキャン(以下、S&Sとする)の露光順路を表
し、ショット領域SA1,SA2 ,・・・,SA6 の順
にS&S露光を行い、次にウェハWの中央にY方向に並
んだショット領域SA7 ,SA8 ,・・・SA12の順に
同様にS&S露光を行う。上記文献に開示されたS&S
方式のアライナーでは、円弧状スリット照明光RILで
照明されたレチクルパターンの像は、1/4倍の縮小投
影光学系を介してウェハW上に結像されるため、レチク
ルステージのX方向の走査速度は、ウェハステージのX
方向の走査速度に対して精密に4倍に制御される。また
円弧状スリット照明光RILを使うのは、投影光学系と
して屈折素子と反射素子とを組み合わせた縮小系を用
い、光軸から一定距離だけ離れた像高の狭い範囲(輪帯
状)で各種収差がほぼ零になるという利点を得るためで
ある。そのような反射縮小投影系の一例は、例えばUSP.
4,747,678 に開示されている。
念を説明する図であるが、ここでは、感光基板W上のX
方向のショット領域(1チップ,又はマルチチップ)の
並びを円弧状スリット照明光RILで走査露光し、Y方
向については感光基板(ウェハ)Wをステッピングさせ
るものとする。同図中、破線で示した矢印がステップア
ンドスキャン(以下、S&Sとする)の露光順路を表
し、ショット領域SA1,SA2 ,・・・,SA6 の順
にS&S露光を行い、次にウェハWの中央にY方向に並
んだショット領域SA7 ,SA8 ,・・・SA12の順に
同様にS&S露光を行う。上記文献に開示されたS&S
方式のアライナーでは、円弧状スリット照明光RILで
照明されたレチクルパターンの像は、1/4倍の縮小投
影光学系を介してウェハW上に結像されるため、レチク
ルステージのX方向の走査速度は、ウェハステージのX
方向の走査速度に対して精密に4倍に制御される。また
円弧状スリット照明光RILを使うのは、投影光学系と
して屈折素子と反射素子とを組み合わせた縮小系を用
い、光軸から一定距離だけ離れた像高の狭い範囲(輪帯
状)で各種収差がほぼ零になるという利点を得るためで
ある。そのような反射縮小投影系の一例は、例えばUSP.
4,747,678 に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ステップアンドリピー
ト方式の露光装置は、露光中においてマスクステージと
基板ステージとが所定の位置関係で静止しているだけで
よいので、その位置関係を狂わせる要因(ステージ静定
精度等)を押さえ込むための構成は容易に実現できる。
これに対して、ステップアンドスキャン方式では、露光
中にマスクステージと基板ステージが一定の速度比で相
対的に移動するため、この移動中に速度ムラやその他の
要因により、マスクステージ(原画パターン)と基板ス
テージ(感光基板)の間に相対的な位置ずれが生じ得
る。
ト方式の露光装置は、露光中においてマスクステージと
基板ステージとが所定の位置関係で静止しているだけで
よいので、その位置関係を狂わせる要因(ステージ静定
精度等)を押さえ込むための構成は容易に実現できる。
これに対して、ステップアンドスキャン方式では、露光
中にマスクステージと基板ステージが一定の速度比で相
対的に移動するため、この移動中に速度ムラやその他の
要因により、マスクステージ(原画パターン)と基板ス
テージ(感光基板)の間に相対的な位置ずれが生じ得
る。
【0007】このステップアンドスキャン方式におい
て、露光中に生じる相対位置ずれを補正する方法として
は、スキャン用のマスクステージもしくは基板ステージ
上に、微動機構を置き、マスクステージと基板ステージ
の相対位置ずれ量に応じて微動機構を駆動し露光中常に
補正を掛けていく方法が考えられる。しかし、この方法
は構造上微動機構を軽量化する事が難しく、かならずし
も応答性がよくない。そこで、本発明は、露光中に生じ
る位置ずれ(速度むら)を補正する応答性の高い装置を
提供することを目的とする。
て、露光中に生じる相対位置ずれを補正する方法として
は、スキャン用のマスクステージもしくは基板ステージ
上に、微動機構を置き、マスクステージと基板ステージ
の相対位置ずれ量に応じて微動機構を駆動し露光中常に
補正を掛けていく方法が考えられる。しかし、この方法
は構造上微動機構を軽量化する事が難しく、かならずし
も応答性がよくない。そこで、本発明は、露光中に生じ
る位置ずれ(速度むら)を補正する応答性の高い装置を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、ステップア
ンドスキャン方式の投影露光装置において、マスクステ
ージの走査方向と同一な第1の方向、もしくは第1方向
と直交する第2の方向に傾斜可能な透明板20、21を
マスクと感光基板との間の結像光路中に設け、さらにマ
スクステージの位置検出装置(レチクルステージ干渉
計)16と基板ステージの位置検出装置(ウェハステー
ジ干渉計)9から出力される位置情報に基づいて走査露
光中の相対位置ずれ量、もしくはレチクルステージ駆動
装置17とウェハステージ駆動装置8から出力される速
度信号に基づいた速度比の変動量、を検出する制御装置
23と、この位置ずれ量に応じて透明板を傾斜させる透
明板駆動装置22とを設けるようにした。
ンドスキャン方式の投影露光装置において、マスクステ
ージの走査方向と同一な第1の方向、もしくは第1方向
と直交する第2の方向に傾斜可能な透明板20、21を
マスクと感光基板との間の結像光路中に設け、さらにマ
スクステージの位置検出装置(レチクルステージ干渉
計)16と基板ステージの位置検出装置(ウェハステー
ジ干渉計)9から出力される位置情報に基づいて走査露
光中の相対位置ずれ量、もしくはレチクルステージ駆動
装置17とウェハステージ駆動装置8から出力される速
度信号に基づいた速度比の変動量、を検出する制御装置
23と、この位置ずれ量に応じて透明板を傾斜させる透
明板駆動装置22とを設けるようにした。
【0009】
【作用】本発明は、原画パターンの形成されたマスク
(レチクル)と感光基板の間に設けられた透明板を傾斜
させることにより、感光基板に投影される原画パターン
像を、投影光学系の投影視野内で微小量シフトさせる機
能を利用する。このため、マスクステージ上に微動機構
を置いて、原画パターンを走査露光中に位置補正させる
ことよりも、一般的に軽量となる透明板を利用できるの
で、高速応答性を得ることができる。
(レチクル)と感光基板の間に設けられた透明板を傾斜
させることにより、感光基板に投影される原画パターン
像を、投影光学系の投影視野内で微小量シフトさせる機
能を利用する。このため、マスクステージ上に微動機構
を置いて、原画パターンを走査露光中に位置補正させる
ことよりも、一般的に軽量となる透明板を利用できるの
で、高速応答性を得ることができる。
【0010】また、透明板をステップアンドリピート方
式に設ける場合、露光範囲(投影視野)全体をカバーす
る透明板が必要なのに対し、ステップアンドスキャン方
式では、露光スリット領域のみをカバーできればよいた
め、透明板の面積を小さくすることができ、さらに応答
性を高くすることができる。
式に設ける場合、露光範囲(投影視野)全体をカバーす
る透明板が必要なのに対し、ステップアンドスキャン方
式では、露光スリット領域のみをカバーできればよいた
め、透明板の面積を小さくすることができ、さらに応答
性を高くすることができる。
【0011】
【実施例】本実施例で説明するステップアンドスキャン
方式の装置構成は、基本的には特開平4−196513
号公報に開示されている装置構成と同様であるので、そ
の基本的な部分については簡単に説明する。図1は、本
発明の実施例による投影露光装置の構成を示し、水銀ラ
ンプ又は、エキシマレーザー等の光源から発せられた照
明光は、結像式照明視野絞りによって矩形スリット状の
照明視野に整形されて、レチクル14上に投影される。
レチクル14上の照明領域内に存在するパターンは、投
影レンズ10を介してウェハ5上に投影露光される。こ
こでは、レチクル14が図1の紙面内で左から右方向に
一定速度Vでスキャンすると同時に、ウェハ5が紙面で
右から左に一定速度V/M(1/Mは投影レンズ縮小倍
率)でスキャンすることによって走査露光が達成され
る。
方式の装置構成は、基本的には特開平4−196513
号公報に開示されている装置構成と同様であるので、そ
の基本的な部分については簡単に説明する。図1は、本
発明の実施例による投影露光装置の構成を示し、水銀ラ
ンプ又は、エキシマレーザー等の光源から発せられた照
明光は、結像式照明視野絞りによって矩形スリット状の
照明視野に整形されて、レチクル14上に投影される。
レチクル14上の照明領域内に存在するパターンは、投
影レンズ10を介してウェハ5上に投影露光される。こ
こでは、レチクル14が図1の紙面内で左から右方向に
一定速度Vでスキャンすると同時に、ウェハ5が紙面で
右から左に一定速度V/M(1/Mは投影レンズ縮小倍
率)でスキャンすることによって走査露光が達成され
る。
【0012】レチクル14及びウェハ5の駆動に関係す
る構成を説明すると、レチクル支持台11上には、走査
露光のためにY軸方向(紙面に対して左右方向)に駆動
可能なレチクルY軸ステージ12が搭載されており、そ
の上にはX、Y、θ方向に高精度の微小位置制御が可能
なレチクル微動ステージ13が設けられ、レチクル14
はレチクル微動ステージ13上に保持されている。レチ
クル微動ステージ13上には移動鏡15が配置されてお
り、レチクル支持台11上に配置されたレチクルステー
ジ干渉計16によって2次元の座標位置が常時モニター
されている。一方、ウェハステージ支持台1上には、走
査露光のためにY軸方向に駆動可能なY軸ステージ2が
載置され、その上には、X軸方向に駆動可能なX軸ステ
ージ3が設けられ、さらにその上にはXY面と垂直なZ
方向に平行移動するとともにXY面内で微小回転するZ
θ軸ステージ4が設けられている。ウェハ5はこの上に
バキュームによって保持される。Zθ軸ステージ4上に
は移動鏡7が設けられ、ウェハステージ干渉計9により
モニターされた移動鏡7の2次元の座標位置に基づいて
ウェハ5を、任意の位置又は速度で駆動するウェハステ
ージ駆動装置8が設けられている。また後述するが、ウ
ェハステージ干渉計9によって決まるウェハ座標系と、
レチクルステージ干渉計16によって決まるレチクル座
標系の対応を取るために、Zθ軸ステージ4上にフィデ
ューシャルマーク板6(以後FM6とする)がある。そ
のFM6上のマークとレチクル14上のマークを観察す
るためのレチクルアライメント装置18が偏向ミラー1
9とともに設けられている。
る構成を説明すると、レチクル支持台11上には、走査
露光のためにY軸方向(紙面に対して左右方向)に駆動
可能なレチクルY軸ステージ12が搭載されており、そ
の上にはX、Y、θ方向に高精度の微小位置制御が可能
なレチクル微動ステージ13が設けられ、レチクル14
はレチクル微動ステージ13上に保持されている。レチ
クル微動ステージ13上には移動鏡15が配置されてお
り、レチクル支持台11上に配置されたレチクルステー
ジ干渉計16によって2次元の座標位置が常時モニター
されている。一方、ウェハステージ支持台1上には、走
査露光のためにY軸方向に駆動可能なY軸ステージ2が
載置され、その上には、X軸方向に駆動可能なX軸ステ
ージ3が設けられ、さらにその上にはXY面と垂直なZ
方向に平行移動するとともにXY面内で微小回転するZ
θ軸ステージ4が設けられている。ウェハ5はこの上に
バキュームによって保持される。Zθ軸ステージ4上に
は移動鏡7が設けられ、ウェハステージ干渉計9により
モニターされた移動鏡7の2次元の座標位置に基づいて
ウェハ5を、任意の位置又は速度で駆動するウェハステ
ージ駆動装置8が設けられている。また後述するが、ウ
ェハステージ干渉計9によって決まるウェハ座標系と、
レチクルステージ干渉計16によって決まるレチクル座
標系の対応を取るために、Zθ軸ステージ4上にフィデ
ューシャルマーク板6(以後FM6とする)がある。そ
のFM6上のマークとレチクル14上のマークを観察す
るためのレチクルアライメント装置18が偏向ミラー1
9とともに設けられている。
【0013】更に、ウェハ5上のマークを観察するため
のウェハアライメント装置24が投影レンズ10に近接
して設けられている。レチクル14とウェハ5のアライ
メントは、レチクル14の中心点の投影位置とウェハア
ライメント装置24の検出中心点との相対的な位置関係
をFM6を介して求め、露光直前にウェハアライメント
装置24によってウェハ5上のアライメントマークを位
置合わせ(位置検出)する事により行われる。
のウェハアライメント装置24が投影レンズ10に近接
して設けられている。レチクル14とウェハ5のアライ
メントは、レチクル14の中心点の投影位置とウェハア
ライメント装置24の検出中心点との相対的な位置関係
をFM6を介して求め、露光直前にウェハアライメント
装置24によってウェハ5上のアライメントマークを位
置合わせ(位置検出)する事により行われる。
【0014】さて、レチクル14と投影レンズ10との
間の投影光路内に設けられた透明板21は、スキャン方
向と直行する方向に傾斜可能な構成になっており、透明
板20は、スキャン方向に傾斜可能な構成になってい
る。そして、透明板駆動装置22は制御装置23からの
指示に基づいた傾斜量だけ透明板20,21を原点位置
から駆動させる。
間の投影光路内に設けられた透明板21は、スキャン方
向と直行する方向に傾斜可能な構成になっており、透明
板20は、スキャン方向に傾斜可能な構成になってい
る。そして、透明板駆動装置22は制御装置23からの
指示に基づいた傾斜量だけ透明板20,21を原点位置
から駆動させる。
【0015】制御装置23は、レチクルアライメント時
には、レチクルアライメント装置18から受け取ったレ
チクルアライメントマークとFM6との位置関係を表す
アライメント信号とウェハステージ干渉計9からの位置
情報に基づいて、レチクルステージ駆動装置17へ走査
開始点や終了点の位置、ウェハ座標系との対応付け等の
指示を行う機能を持つ。また、制御装置23は、露光時
にはウェハステージ駆動装置8とレチクルステージ駆動
装置17へ所定の速度比で走査すべく動作の指令を与え
るとともに、露光中のウェハ座標系とレチクル座標系の
2次元座標位置変化のモニターをウェハステージ干渉計
9とレチクルステージ干渉計16にて行い、レチクル1
4とウェハ5の走査露光時の本来の位置関係からの相対
位置ずれ量をリアルタイムに演算し、その演算結果に基
づいて透明板20もしくは21の傾斜量の指示を与える
機能を持つ。
には、レチクルアライメント装置18から受け取ったレ
チクルアライメントマークとFM6との位置関係を表す
アライメント信号とウェハステージ干渉計9からの位置
情報に基づいて、レチクルステージ駆動装置17へ走査
開始点や終了点の位置、ウェハ座標系との対応付け等の
指示を行う機能を持つ。また、制御装置23は、露光時
にはウェハステージ駆動装置8とレチクルステージ駆動
装置17へ所定の速度比で走査すべく動作の指令を与え
るとともに、露光中のウェハ座標系とレチクル座標系の
2次元座標位置変化のモニターをウェハステージ干渉計
9とレチクルステージ干渉計16にて行い、レチクル1
4とウェハ5の走査露光時の本来の位置関係からの相対
位置ずれ量をリアルタイムに演算し、その演算結果に基
づいて透明板20もしくは21の傾斜量の指示を与える
機能を持つ。
【0016】図2(1)は、ステップアンドリピート方
式の場合に、この種の透明板27を設けたときの投影レ
ンズの視野26に対する透明板の配置例を示している
が、レチクル上の有効露光範囲25のすべてカバーする
大きさの透明板が必要であるのに対して、ステップアン
ドスキャン方式の場合は、図2(2)のように透明板2
0、21はレチクル上を照明する矩形スリット照明領域
をカバーする大きさでよいことがわかる。このため、ス
テップアンドスキャン方式は、透明板の大きさ、重量を
小さくすることができ、制御性が向上し、露光中の高速
制御が可能となる。
式の場合に、この種の透明板27を設けたときの投影レ
ンズの視野26に対する透明板の配置例を示している
が、レチクル上の有効露光範囲25のすべてカバーする
大きさの透明板が必要であるのに対して、ステップアン
ドスキャン方式の場合は、図2(2)のように透明板2
0、21はレチクル上を照明する矩形スリット照明領域
をカバーする大きさでよいことがわかる。このため、ス
テップアンドスキャン方式は、透明板の大きさ、重量を
小さくすることができ、制御性が向上し、露光中の高速
制御が可能となる。
【0017】図3は、ステップアンドスキャン露光時に
発生する位置合わせ誤差を3通りに分類して示してあ
る。図3(1)は、ショット全体のX、Y方向のオフセ
ットであり、これはアライメント時にレチクルとウェハ
との相対位置関係の特定に誤差が生じたことにより生ず
る。この図では、理想ショット領域Aに対して実際に露
光されたショット領域Bの関係を示している。次に、図
3(2)は、スリット照明領域28の長手方向に関して
レチクルとウェハとが相対的に揺らいだ場合を示し、理
想ショット領域Cに対し実際に露光されたショット領域
Dには歪みが生じている。この図3(2)では、スリッ
ト照明領域28の走査方向の幅L分だけレチクルとウェ
ハの相対走査が進むと、走査と直交する方向の揺らぎが
許容値以上になっている。さらに、図3(3)〜(5)
はスリット照明領域28の幅L内での揺らぎを示してい
る。図3(4)では、ショット領域Eをスリットがスリ
ット幅Lの距離だけ位置Fから位置Gへ移動していく様
子を示している。この間に図3(3)のグラフで示すよ
うに走査方向と垂直なX方向に揺らぎが発生したとする
と、図3(4)の理想ショット領域E内の点Hに投影さ
れる像(ウェハ上のレジスト像への積算として得られる
像)は、図3(5)に示すように理想的なパターン像I
に対してパターン像Jのように強度分布が劣化してしま
う事がわかる。これは、走査方向に対して発生した揺ら
ぎについても同様である。
発生する位置合わせ誤差を3通りに分類して示してあ
る。図3(1)は、ショット全体のX、Y方向のオフセ
ットであり、これはアライメント時にレチクルとウェハ
との相対位置関係の特定に誤差が生じたことにより生ず
る。この図では、理想ショット領域Aに対して実際に露
光されたショット領域Bの関係を示している。次に、図
3(2)は、スリット照明領域28の長手方向に関して
レチクルとウェハとが相対的に揺らいだ場合を示し、理
想ショット領域Cに対し実際に露光されたショット領域
Dには歪みが生じている。この図3(2)では、スリッ
ト照明領域28の走査方向の幅L分だけレチクルとウェ
ハの相対走査が進むと、走査と直交する方向の揺らぎが
許容値以上になっている。さらに、図3(3)〜(5)
はスリット照明領域28の幅L内での揺らぎを示してい
る。図3(4)では、ショット領域Eをスリットがスリ
ット幅Lの距離だけ位置Fから位置Gへ移動していく様
子を示している。この間に図3(3)のグラフで示すよ
うに走査方向と垂直なX方向に揺らぎが発生したとする
と、図3(4)の理想ショット領域E内の点Hに投影さ
れる像(ウェハ上のレジスト像への積算として得られる
像)は、図3(5)に示すように理想的なパターン像I
に対してパターン像Jのように強度分布が劣化してしま
う事がわかる。これは、走査方向に対して発生した揺ら
ぎについても同様である。
【0018】これらの誤差は、ウェハステージ干渉計9
とレチクルステージ干渉計16のそれぞれ位置計測値の
差から読み取ることができるので、露光中にウェハステ
ージ干渉計9、レチクルステージ干渉計16の計測値の
差を制御装置23で演算し、その差が許容値以上の時に
透明板駆動装置22で高速に透明板20、21を傾斜さ
せれば上述の各種誤差を取り除くことが可能となる。
とレチクルステージ干渉計16のそれぞれ位置計測値の
差から読み取ることができるので、露光中にウェハステ
ージ干渉計9、レチクルステージ干渉計16の計測値の
差を制御装置23で演算し、その差が許容値以上の時に
透明板駆動装置22で高速に透明板20、21を傾斜さ
せれば上述の各種誤差を取り除くことが可能となる。
【0019】ここで透明板20を用いた、走査方向に関
する誤差の補正方法を具体的に説明する。例えば、投影
レンズ10に1/5倍の縮小投影光学系を使用し、ウェ
ハステージ干渉計9の読み取り分解能が0.01μm、
レチクルステージ干渉計16の読み取り分解能が0.0
2μmである場合、露光中にウェハステージ干渉計9か
ら出力されるパルス信号Pw とレチクルステージ干渉計
16から出力されるパルス信号Pr との単位時間当たり
のパルス数の比Pw /Pr は5/2となる。制御装置2
3は、この比を例えば数ミリ秒毎に常にモニターし、あ
らかじめ設定した許容値をオーバーした場合、そのずれ
量に応じた駆動信号を透明板駆動装置22に送り、透明
板20を駆動させる。以上の演算処理は、高速な処理が
要求されるため、ソフトウェアを使用した処理よりも、
割り算器、コンパレータ等を組み合わせたデジタル演算
回路(ハードウェア)を使用して制御する方法が望まし
い。
する誤差の補正方法を具体的に説明する。例えば、投影
レンズ10に1/5倍の縮小投影光学系を使用し、ウェ
ハステージ干渉計9の読み取り分解能が0.01μm、
レチクルステージ干渉計16の読み取り分解能が0.0
2μmである場合、露光中にウェハステージ干渉計9か
ら出力されるパルス信号Pw とレチクルステージ干渉計
16から出力されるパルス信号Pr との単位時間当たり
のパルス数の比Pw /Pr は5/2となる。制御装置2
3は、この比を例えば数ミリ秒毎に常にモニターし、あ
らかじめ設定した許容値をオーバーした場合、そのずれ
量に応じた駆動信号を透明板駆動装置22に送り、透明
板20を駆動させる。以上の演算処理は、高速な処理が
要求されるため、ソフトウェアを使用した処理よりも、
割り算器、コンパレータ等を組み合わせたデジタル演算
回路(ハードウェア)を使用して制御する方法が望まし
い。
【0020】上記実施例では、ウェハステージ干渉計9
とレチクルステージ干渉計16により位置検出を行い、
ウェハとレチクルの走査中の本来の位置関係からの相対
的な位置ずれ量を検出し、それを補正するように制御し
ている。この方法とは別に、走査方向に関する位置ずれ
制御に関しては、レチクルステージ駆動装置17とウェ
ハステージ駆動装置8のそれぞれに設けられた速度セン
サーから得られる速度信号の比を検出する回路(速度変
動検出回路)を設け、その比が所定値から変動するとき
に透明板20を傾斜させて位置ずれ制御を行うことも可
能である。
とレチクルステージ干渉計16により位置検出を行い、
ウェハとレチクルの走査中の本来の位置関係からの相対
的な位置ずれ量を検出し、それを補正するように制御し
ている。この方法とは別に、走査方向に関する位置ずれ
制御に関しては、レチクルステージ駆動装置17とウェ
ハステージ駆動装置8のそれぞれに設けられた速度セン
サーから得られる速度信号の比を検出する回路(速度変
動検出回路)を設け、その比が所定値から変動するとき
に透明板20を傾斜させて位置ずれ制御を行うことも可
能である。
【0021】さらに本発明の透明板の位置補正をレチク
ルY軸ステージ12上に配置したレチクル微動ステージ
13と併せて使用すれば、揺らぎ振幅が大きく低周波の
揺らぎはレチクル微動ステージ13で補正し、振幅が小
さい高周波の揺らぎは透明板20、21で補正するよう
にすれば透明板20、21の回転量を小さくすることが
でき、高周波に対応できるピエゾ素子を用いた構成が採
用できるので、高精度化、高速化が期待できる。また、
透明板20、21は必ずしもレチクル14と投影レンズ
10との間に設ける必要はなく、ウェハ5と投影レンズ
10との間に設けてもよい。
ルY軸ステージ12上に配置したレチクル微動ステージ
13と併せて使用すれば、揺らぎ振幅が大きく低周波の
揺らぎはレチクル微動ステージ13で補正し、振幅が小
さい高周波の揺らぎは透明板20、21で補正するよう
にすれば透明板20、21の回転量を小さくすることが
でき、高周波に対応できるピエゾ素子を用いた構成が採
用できるので、高精度化、高速化が期待できる。また、
透明板20、21は必ずしもレチクル14と投影レンズ
10との間に設ける必要はなく、ウェハ5と投影レンズ
10との間に設けてもよい。
【0022】この透明板20、21の代わりに、投影光
学系10のレンズ素子を傾斜させることによって位置ず
れ制御を行うことも可能である。
学系10のレンズ素子を傾斜させることによって位置ず
れ制御を行うことも可能である。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ステップ
アンドスキャン露光装置において、マスクステージと基
板ステージとの間に置かれた透明板を傾斜させる事で、
マスクと露光基板の走査露光中の相対的な位置ずれ、又
は速度むらを高い応答性で補正することができる。この
ため、露光すべきショット領域全体のシフトのみでな
く、ショット歪や像劣化を小さくすることも可能とな
る。
アンドスキャン露光装置において、マスクステージと基
板ステージとの間に置かれた透明板を傾斜させる事で、
マスクと露光基板の走査露光中の相対的な位置ずれ、又
は速度むらを高い応答性で補正することができる。この
ため、露光すべきショット領域全体のシフトのみでな
く、ショット歪や像劣化を小さくすることも可能とな
る。
【図1】本発明の実施例による投影露光装置の全体構成
を示した図
を示した図
【図2】ステップアンドリピート露光法とステップアン
ドスキャン露光法で使用する透明板の大きさを比較した
図
ドスキャン露光法で使用する透明板の大きさを比較した
図
【図3】ステップアンドスキャン露光法で生じる各種誤
差を説明する図
差を説明する図
【図4】従来のステップアンドスキャン露光法の概念を
説明する図
説明する図
1 ウェハステージ支持台 2 Y軸ステージ 3 X軸ステージ 4 Zθ軸ステージ 5 ウェハ 6 フィデューシャルマーク板 7 移動鏡 8 ウェハステージ駆動装置 9 ウェハステージ干渉計 10投影レンズ 11レチクル支持台 12レチクルY軸ステージ 13レチクル微動ステージ 14レチクル 15移動鏡 16レチクルステージ干渉計 17レチクルステージ駆動装置 20、21透明板 22透明板駆動装置 23制御装置
Claims (3)
- 【請求項1】 原画パターンの形成されたマスクを保持
して、前記原画パターンの面に沿った少なくとも第1方
向に移動可能なマスクステージと、前記原画パターン、
もしくはその一部を所定の倍率で投影する投影光学系
と、該投影光学系の結像面に感光基板が位置するように
該感光基板を保持して、少なくとも前記第1方向に移動
可能な基板ステージと、前記マスクステージと前記基板
ステージとを、前記倍率に応じた速度比で移動させる駆
動手段を備え、前記原画パターンの投影像を前記感光基
板上に走査露光する装置において、 前記マスクステージと前記基板ステージの間に配置さ
れ、前記投影像を前記第1方向もしくは該第1方向と直
交する第2方向に変位させるために傾斜可能な透明板
と;走査露光時に前記マスクステージと前記基板ステー
ジとの、前記第1方向もしくは第2方向の所定相対的位
置関係からの位置ずれ量に応じた検出信号を出力する位
置ずれ検出手段と、 該検出信号に応じて、前記透明板を前記第1方向、もし
くは前記第2方向に傾ける制御手段とを設けたことを特
徴とする投影露光装置。 - 【請求項2】 前記位置ずれ検出手段は、前記マスクス
テージと前記基板ステージとの速度比の変動に応じた検
出信号である事を特徴とする請求項第1項記載の投影露
光装置。 - 【請求項3】 前記位置ずれ検出手段は、第1方向に関
する前記位置ずれ量に応じた検出信号と第2方向に関す
る前記位置ずれ量に応じた検出信号とを出力し、前記透
明板は、前記投影像を前記第1方向に変位させるために
傾斜可能な第1の透明板と、前記投影像を前記第2方向
に変位させるために傾斜可能な第2の透明板とを含み、
前記第1の透明板と前記第2の透明板は、前記投影光学
系の光軸方向に並設している事を特徴とする請求項第1
項記載の投影露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15471593A JP3316706B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 投影露光装置、及び該装置を用いる素子製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15471593A JP3316706B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 投影露光装置、及び該装置を用いる素子製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07142331A true JPH07142331A (ja) | 1995-06-02 |
JP3316706B2 JP3316706B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=15590385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15471593A Expired - Fee Related JP3316706B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 投影露光装置、及び該装置を用いる素子製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3316706B2 (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09186074A (ja) * | 1996-01-04 | 1997-07-15 | Canon Inc | 露光装置および方法 |
JPH09186073A (ja) * | 1996-01-04 | 1997-07-15 | Canon Inc | 露光装置および方法 |
US6593997B1 (en) | 2000-11-16 | 2003-07-15 | Nikon Corporation | Stage assembly including a reaction assembly |
US6603531B1 (en) | 2000-11-16 | 2003-08-05 | Nikon Corporation | Stage assembly including a reaction assembly that is connected by actuators |
US6724466B2 (en) | 2002-03-26 | 2004-04-20 | Nikon Corporation | Stage assembly including a damping assembly |
US6757053B1 (en) | 2000-11-16 | 2004-06-29 | Nikon Corporation | Stage assembly including a reaction mass assembly |
US6861614B1 (en) | 1999-07-08 | 2005-03-01 | Nec Corporation | S system for the formation of a silicon thin film and a semiconductor-insulating film interface |
US7061577B2 (en) | 2002-03-26 | 2006-06-13 | Nikon Corporation | Image adjustor including damping assembly |
JP2006173233A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Nikon Corp | 露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 |
CN1299170C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-02-07 | 佳能株式会社 | 扫描曝光设备 |
US7221433B2 (en) | 2004-01-28 | 2007-05-22 | Nikon Corporation | Stage assembly including a reaction assembly having a connector assembly |
US7283210B2 (en) | 2005-03-22 | 2007-10-16 | Nikon Corporation | Image shift optic for optical system |
JP2014074718A (ja) * | 2008-03-10 | 2014-04-24 | Heidelberg Instruments Mikrontechnik Gmbh | 変位のための方法および装置 |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15471593A patent/JP3316706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09186073A (ja) * | 1996-01-04 | 1997-07-15 | Canon Inc | 露光装置および方法 |
JPH09186074A (ja) * | 1996-01-04 | 1997-07-15 | Canon Inc | 露光装置および方法 |
US6861614B1 (en) | 1999-07-08 | 2005-03-01 | Nec Corporation | S system for the formation of a silicon thin film and a semiconductor-insulating film interface |
US7312418B2 (en) | 1999-07-08 | 2007-12-25 | Nec Corporation | Semiconductor thin film forming system |
US6603531B1 (en) | 2000-11-16 | 2003-08-05 | Nikon Corporation | Stage assembly including a reaction assembly that is connected by actuators |
US6757053B1 (en) | 2000-11-16 | 2004-06-29 | Nikon Corporation | Stage assembly including a reaction mass assembly |
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US6724466B2 (en) | 2002-03-26 | 2004-04-20 | Nikon Corporation | Stage assembly including a damping assembly |
US7061577B2 (en) | 2002-03-26 | 2006-06-13 | Nikon Corporation | Image adjustor including damping assembly |
CN1299170C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-02-07 | 佳能株式会社 | 扫描曝光设备 |
US7221433B2 (en) | 2004-01-28 | 2007-05-22 | Nikon Corporation | Stage assembly including a reaction assembly having a connector assembly |
JP2006173233A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Nikon Corp | 露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 |
JP4543913B2 (ja) * | 2004-12-14 | 2010-09-15 | 株式会社ニコン | 露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 |
US7283210B2 (en) | 2005-03-22 | 2007-10-16 | Nikon Corporation | Image shift optic for optical system |
JP2014074718A (ja) * | 2008-03-10 | 2014-04-24 | Heidelberg Instruments Mikrontechnik Gmbh | 変位のための方法および装置 |
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JP3316706B2 (ja) | 2002-08-19 |
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