JPH09283436A - 走査型露光装置 - Google Patents

走査型露光装置

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JPH09283436A
JPH09283436A JP8121069A JP12106996A JPH09283436A JP H09283436 A JPH09283436 A JP H09283436A JP 8121069 A JP8121069 A JP 8121069A JP 12106996 A JP12106996 A JP 12106996A JP H09283436 A JPH09283436 A JP H09283436A
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JP
Japan
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reticle
scanning
substrate
exposure apparatus
displacement
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JP8121069A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Hama
満男 濱
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、走査型露光装置において、レチクル
と基板とを同期して走査中の基板に対するレチクルの変
位による投影パターンの結像不良を防止する。 【解決手段】走査中のレチクル上面の高さをレチクル変
位測定手段によつて3次元的にリアルタイムで測定し、
測定して得た第2の方向の位置情報に基づいて、レチク
ル載置手段に配されたレチクル移動手段によつてレチク
ルを第2の方向に同一高さ補正あるいはチルト補正し
て、投影光学系とレチクルとの間隔を一定に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図2及び図3) 発明の実施の形態(図1〜図4) 発明の効果
【0002】
【発明の属する技術分野】本発明は走査型露光装置に関
し、レチクルと半導体装置の基板とを同期して走査して
この基板に露光するスキヤン型露光装置に適用し得る。
【0003】
【従来の技術】従来、スキヤン型露光装置は、レチクル
の走査方向Xと、レチクルの面内方向でX方向と直交す
るY方向と、レチクルの面内方向の角度θとのそれぞれ
の位置誤差を二次元的に補正するレチクルスキヤンニン
グステージを有する。スキヤン型露光装置は、レチクル
の位置誤差を補正した後に、レチクルスキヤンニングス
テージを露光スリツト部に対して走査していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、基板
が大型化したため、レチクルも大型化した。ところが、
レチクルが大型化するに従つて、水平に保持されたレチ
クルの、X及びY方向と直交するZ方向(投影光学系の
光軸の方向)の自重たわみが大きくなつた。このため、
走査前のフオーカスマージンが減少するという問題があ
つた。
【0005】また上述した従来のスキヤン型露光装置に
おいては、レチクルステージを走査中に自重たわみによ
るレチクルのZ方向の変動量を補正できなかつた。この
ため、レチクルのZ方向の変動によるフオーカスマージ
ンが不足して、基板に投影したパターンがぼけることが
あるという問題があつた。
【0006】さらにレチクル保持部(吸着部)あるいは
レチクル保持部に接触したレチクル上に塵埃が付着した
場合には、レチクルが投影光学系に対して傾斜する。傾
斜したチクル上のパターンを投影光学系によつてウエハ
上に投影すると、ウエハ上に投影されたパターン形状歪
みがレンズデイストーシヨンにより増加したり、フオー
カスマージンが減少するという問題があつた。
【0007】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、レチクルと基板とを同期して走査中の基板に対する
レチクルの変位による投影パターンの結像不良を防止し
得る走査型露光装置を提案しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、パターンが形成されたレチクルを
載置するレチクル載置手段と、レチクルを照明して得た
光束を基板に投影する投影光学系と、基板を載置する基
板載置手段とを有し、レチクル載置手段と基板載置手段
とを同期して投影光学系に対して相対的に第1の方向に
走査してパターンを基板面上に露光する走査型露光装置
において、レチクル変位測定手段及びレチクル移動手段
を設け、走査のとき投影光学系とレチクルとの間隔を一
定に維持する。レチクル変位測定手段は、走査のとき
の、基板の面内方向と直交する第2の方向に沿つたレチ
クルの変位を測定する。レチクル移動手段は、レチクル
載置手段に配され、測定結果に基づいて、レチクルを第
2の方向に沿つて移動させる、及び又は基板の面内方向
に対して傾斜させる。
【0009】走査中のレチクル上面の高さをレチクル変
位測定手段によつて3次元的にリアルタイムで測定し、
測定して得た第2の方向の位置情報に基づいて、レチク
ル載置手段に配されたレチクル移動手段によつてレチク
ルを第2の方向に同一高さ補正あるいはチルト補正し
て、走査のとき投影光学系とレチクルとの間隔を一定に
維持することにより、レチクルと基板とを同期して走査
中の基板に対するレチクルの変位による投影パターンの
結像不良を容易に防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。
【0011】図1は全体としてスキヤン型露光装置1を
示し、走査中の基板としてのウエハ2に対する投影パタ
ーンの結像不良をレチクル載置手段としてのレチクルス
キヤンステージ系3側で防止する。
【0012】スキヤン露光装置1は、照明光学系4より
得た光束LA1を、メインコンデンサレンズ5を介し
て、レチクルスキヤンステージ系3に保持されたレチク
ル6に照射する。スキヤン露光装置1は、レチクル6を
透過した光束LA1を、レチクルスキヤンニングステー
ジ7下のスリツト(図示せず)で整形して投影光学系レ
ンズとしての投影レンズ8に与える。スキヤン露光装置
1は、この整形した光束LA1を投影レンズ8によつ
て、ウエハステージ系9に保持されたウエハ2に投影し
て結像する。
【0013】露光するとき、スキヤン露光装置1は、レ
チクルスキヤンニングステージ7をリニアモータ10に
よつて図中に示した第1の方向としてのX方向に走査す
る。またスキヤン露光装置1は、ウエハスキヤンニング
ステージ11をレチクルスキヤンニングステージ7と同
期してリニアモータ12によつてX方向に走査する。こ
れにより、スキヤン露光装置1は、ウエハ2上に形成さ
れたパターンをウエハ2の全面に結像することができ
る。
【0014】このときのレチクルスキヤンニングステー
ジ7の走査速度は、投影レンズ8の倍率が例えば×1/4
である場合、ウエハスキヤンニングステージ11の走査
速度の4倍となる。
【0015】ウエハステージ系9は、ウエハスキヤンニ
ングステージ11上にウエハステージ13が載置されて
おり、このウエハステージ13をDCモータ14によつ
て第3の方向としてのY方向に移動する。ウエハ2は、
このウエハステージ13上に載置して保持されている。
【0016】スキヤン露光装置1は、レチクルスキヤン
ニングステージ7上にレチクル移動手段としてのレチク
ルチルト機構15が配設されている。図2に示すよう
に、レチクルチルト機構15は、ピエゾ素子及びパルス
モータでなる3つの微小駆動ユニツト16でチルトベー
ス17の周辺の3点を支えている。レチクル6は、この
チルトベース17上に載置して保持されている。
【0017】これによりレチクルチルト機構15は、3
つの微小駆動ユニツト16の駆動量がそれぞれ別個に制
御されて、レチクル6の第2の方向としてのZ方向の高
さ誤差及びXY平面に対する傾斜が任意に調節される。
因みに、レチクル6は、Z方向の高さ及び傾斜がレチク
ルチルト機構15と別個の駆動系によつて粗く調整され
る。またレチクル6は、実際上、ウエハステージ系9側
を基準としてZ方向の高さや傾斜が調節される。
【0018】レチクルチルト機構15は、発光部18及
び受光部19でなるレチクル変位測定手段としてのレチ
クル変位計測系によつてレチクル6のZ方向の変位を計
測する。すなわち、図3に示すように、レチクル変位計
測系は、発光部18の光源としての発光ダイオード20
より光束LA2をレチクル6の斜め上方より鋭角でレチ
クル6上面に照射する。レチクル変位計測系は、レチク
ル6上面で反射された光束LA2をレチクル6上方の受
光部19の光学系(図示せず)に入射し、光束LA2の
位置の変位を拡大してポジシヨンセンシテイブデバイス
(以下、PSDという)21で受光する。
【0019】発光部18は、複数の発光ダイオード20
がY方向に配列されている。また受光部19は、複数の
発光ダイオード20にそれぞれ対応した複数のPSD2
1がY方向に配列されている。これにより、レチクル変
位計測系は、レチクルスキヤンニングステージ7を走査
するときのスリツト22上に到達したレチクル6上面の
Z方向(チルト)の変位を3次元的に計測することがで
きる。
【0020】発光部18は、少なくとも3列のダイオー
ドアレイ23〜25が走査方向(X方向)に沿つて配置
されている。また受光部19は、ダイオードアレイ23
〜25にそれぞれ対応した少なくとも3列のPSDアレ
イ26〜28がX方向に沿つて配置されている。これに
より、レチクル変位計測系は、スリツト22上に到達す
る前のレチクル6上面のZ方向の高さを走査の往復でそ
れぞれ計測することができる。従つて、スキヤン型露光
装置1は、レチクル変位計測系より測定結果としての高
さ情報をリアルタイムで得て、計測した部分がスリツト
22に到達するまでにレチクル6上面のこの計測した部
分のZ方向(チルト)の変位を補正することができる。
【0021】因みに、レチクルスキヤンステージ系3
は、レチクル6のX方向の位置と、Y方向の位置及びX
Y面内の傾きとをそれぞれレチクル干渉計29及び30
によつて計測する。またレチクルスキヤンステージ系3
は、レチクル6の位置をレチクル微動ユニツト31によ
つてY方向に微調整する。ウエハステージ系9は、ウエ
ハ2のX方向の位置と、Y方向の位置とをそれぞれウエ
ハ干渉計32及び33によつて計測する。またウエハス
テージ系9は、ウエハ2のXY面内の傾きをθ補正ユニ
ツト34によつて補正する。さらにウエハステージ系9
は、自動焦点及びアライメント検出光学系35の検出結
果に基づいて、自動焦点及びアライメント補正ユニツト
36によつて焦点位置及びアライメントを調節する。
【0022】以上の構成において、図4に示すように、
走査中にレチクル6上面の高さが変位した場合を考え
る。この場合、光束LA2の反射位置はレチクル6上面
の高さに応じて変位する。これにより、受光部19の光
学系37に対する光束LA2の入射位置は、レチクル6
上面の高さに応じてPSD21の受光面内方向に変位す
る。従つて、レチクル変位計測系は、光学系37に対す
る光束LA2の入射位置をPSD21で検出して、レチ
クル6上面の高さを計測することができる。
【0023】例えば、レチクル6上面高さがR1からR
2に変化したときのZ方向の変化量d〔μm 〕は、PS
D21面内方向の変位をD〔μm 〕とし、光学系37の
倍率をβとし、光束LA2の入射角をθとして、d≒D
/(2β cosθ)〔μm 〕で求められる。
【0024】このようにして、スキヤン型露光装置1
は、レチクル変位計測系によつて得たレチクル6上面の
Z方向の位置情報に基づいて、走査中のレチクル6上面
のZ方向の位置をレチクルチルト機構15によつてZ方
向に同一高さ補正、あるいはチルト補正する。これによ
り、スキヤン型露光装置1は、走査中に投影レンズ8と
レチクル6との間隔がレチクル6のたわみやうねりによ
り変動することを防止して、投影レンズ8とレチクル6
との間隔を一定に維持することができる。従つて、スキ
ヤン型露光装置1は、走査中のレチクル6のたわみやう
ねりによるフオーカスマージン不足を未然に防止して、
パターンを常に投影光学系8のフオーカスマージン内で
良好に結像することができる。
【0025】以上の構成によれば、走査中のレチクル6
上面の高さをレチクル変位計測系によつて3次元的にリ
アルタイムで計測し、計測して得たZ方向の位置情報に
基づいて、レチクルスキヤンステージ系3に配したレチ
クルチルト機構15によつてレチクル6をZ方向に同一
高さ補正あるいはチルト補正して、走査のとき投影レン
ズ8とレチクル6との間隔を一定に維持することによ
り、レチクルと基板とを同期して走査中の基板に対する
レチクル6のたわみやうねりによる投影パターンの結像
不良を容易に防止することができる。また走査中のレチ
クルスキヤンステージ系3自身のZ方向の変位によるレ
チクル6のZ方向の変位を補正することができる。さら
にレチクル6のパターンを縮小投影していることによ
り、ウエハステージ系9側でZ方向に補正する場合に比
して、補正の精度を一段下げることができる。
【0026】なお上述の実施例においては、3つの微小
駆動ユニツト16でチルトベース17の周辺の3点を支
える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、4
つ以上の微小駆動ユニツト16で支えても良い。
【0027】また上述の実施例においては、複数の発光
ダイオードより射出した光束LA2によつてレチクル6
の変位を測定する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、レーザ光束をレチクル表面で走査する等、任
意の方法でレチクルの変位を測定する場合にも適用でき
る。
【0028】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、走査中の
レチクル上面の高さをレチクル変位測定手段によつて3
次元的にリアルタイムで測定し、測定して得た第2の方
向の位置情報に基づいて、レチクル載置手段に配された
レチクル移動手段によつてレチクルを第2の方向に同一
高さ補正あるいはチルト補正して、走査のとき投影光学
系とレチクルとの間隔を一定に維持することにより、レ
チクルと基板とを同期して走査中の基板に対するレチク
ルの変位による投影パターンの結像不良を容易に防止し
得る走査型露光装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による走査型露光装置の一実施例による
スキヤン型露光装置を示す斜視図である。
【図2】レチクルチルト機構及びレチクル変位計測系を
示す略線的斜視図である。
【図3】レチクル変位計測系の構成の説明に供する略線
的平面図及び正面図である。
【図4】レチクル変位検出原理の説明に供する略線図で
ある。
【符号の説明】
1……スキヤン型露光装置、2……ウエハ、3……レチ
クルスキヤンステージ系、4……照明光学系、5……メ
インコンデンサレンズ、6……レチクル、7……レチク
ルスキヤンニングステージ、8……投影レンズ、9……
ウエハステージ系、10、12……リニアモータ、11
……ウエハスキヤンニングステージ、13……ウエハス
テージ、14……DCモータ、15……レチクルチルト
機構、16……微小駆動ユニツト、17……チルトベー
ス、18……発光部、19……受光部、20……発光ダ
イオード、21……ポジシヨンセンシテイブデバイス、
22……スリツト、23〜25……ダイオードアレイ、
26〜28……PSDアレイ、29、30……レチクル
干渉計、31……レチクル微動ユニツト、32、33…
…ウエハ干渉計、34……θ補正ユニツト、35……自
動焦点及びアライメント検出光学系、36……自動焦点
及びアライメント補正ユニツト、37……光学系、38
……レチクル顕微鏡、39……オフアクシスアライメン
ト顕微鏡、40……V−Fガイド。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パターンが形成されたレチクルを載置する
    レチクル載置手段と、上記レチクルを照明して得た光束
    を基板に投影する投影光学系と、上記基板を載置する基
    板載置手段とを有し、上記レチクル載置手段と上記基板
    載置手段とを同期して上記投影光学系に対して相対的に
    第1の方向に走査して上記パターンを上記基板面上に露
    光する走査型露光装置において、 上記走査のときの、上記基板の面内方向と直交する第2
    の方向に沿つた上記レチクルの変位を測定するレチクル
    変位測定手段と、 上記レチクル載置手段に配され、上記測定結果に基づい
    て、上記レチクルを上記第2の方向に沿つて移動させ
    る、及び又は上記基板の面内方向に対して傾斜させるレ
    チクル移動手段とを具え、上記走査のとき上記投影光学
    系と上記レチクルとの間隔を一定に維持することを特徴
    とする走査型露光装置。
  2. 【請求項2】上記レチクルを照明して得た光束をスリツ
    トで整形し、当該整形した光束を上記基板に投影するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の走査型露光装置。
  3. 【請求項3】上記レチクル変位測定手段は、 光束を上記レチクル表面に射出する光源と、 上記レチクル表面の上記変位に応じた位置で反射された
    上記光束を受光する受光素子とを有することを特徴とす
    る請求項1に記載の走査型露光装置。
  4. 【請求項4】複数の上記光源を上記基板の面内方向で上
    記第1の方向と直交する第3の方向に沿つて配列し、 複数の上記受光素子を上記第3の方向に沿つて配列する
    ことを特徴とする請求項3に記載の走査型露光装置。
  5. 【請求項5】上記第3の方向に沿つて配列した複数の上
    記光源でなる光源列を上記第1の方向に沿つて複数列配
    置し、 上記第3の方向に沿つて配列した複数の上記受光素子で
    なる受光素子列を上記第1の方向に沿つて複数列配置す
    ることを特徴とする請求項4に記載の走査型露光装置。
JP8121069A 1996-04-18 1996-04-18 走査型露光装置 Pending JPH09283436A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008199034A (ja) * 1999-03-08 2008-08-28 Asml Netherlands Bv リソグラフィ投影装置のオフアクシスレベリング
JP2010123950A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置、ならびに基板非平坦性を補償する方法、パターニングデバイス非平坦性の影響を求める方法、およびパターニングデバイスへの熱負荷の影響を求める方法
JP5734860B2 (ja) * 2009-09-28 2015-06-17 京セラ株式会社 構造体およびその製造方法

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