JPH1027747A

JPH1027747A - 露光装置

Info

Publication number: JPH1027747A
Application number: JP8182982A
Authority: JP
Inventors: Saburo Kamiya; 三郎神谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】露光装置に使用されるレチクルやステージ装
置等の露光用の照明光の照射による熱変形を抑え、重ね
合わせ精度を向上する。【解決手段】露光用の照明光ＩＬのもとで、レチクル
１に形成されたパターンが投影光学系２を介して、フォ
トレジストが塗布されたウエハ３上の各ショット領域に
転写される。レチクル１の基板１ａ、レチクルステージ
４、ウエハ３を吸着保持するウエハホルダ７、及びウエ
ハホルダ７を載置するＺチルトステージ８を常温におけ
る線膨張率が０．４ｐｐｍ／Ｋ以下のチタン珪酸ガラス
より形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁
気ヘッド等を製造するためのフォトリソグラフィー工程
でマスク上のパターンを感光基板上に転写するための露
光装置に関し、特に露光用の照明光として水銀ランプの
ｉ線（波長３６５ｎｍ）を使用する投影露光装置に適用
して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば半導体素子を製造する
際に、露光用の照明光でマスクとしてのレチクル（又は
フォトマスク等）を照明し、そのレチクルのパターンを
投影光学系を介して感光基板としてのフォトレジスト等
が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に転写
する投影露光装置（ステッパー等）が使用されている。
近年は、その露光用の照明光として水銀ランプのｉ線
（波長３６５ｎｍ）を用いた投影露光装置が、１６Ｍビ
ットＤＲＡＭ及び６４ＭビットＤＲＡＭ等の、最小回路
線幅が約０．３５μｍ〜０．５μｍの超ＬＳＩの量産用
として広く使用されている。

【０００３】半導体素子は、ウエハ上に多数の層（レイ
ア）を所定の位置関係で積み重ねて形成されるため、層
間の重ね合わせを高精度に行う必要がある。このような
重ね合わせ精度に影響するものとして露光用の照明光に
よる投影露光装置の各部材の熱変形がある。即ち、投影
露光装置では、露光用の照明光による熱エネルギーがレ
チクル、及びウエハ等を介してレチクルを支持するレチ
クルステージ、及びウエハを支持するウエハホルダ等に
直接又は間接的に伝えられて、それらの部材を熱変形さ
せる。この場合、レチクルやウエハの熱変形は、重ね合
わせ誤差の直接の要因となる。また、レチクルステージ
やウエハホルダの熱変形も、レチクルやウエハの位置ず
れを起こし、ひいては重ね合わせ精度を低下させる。

【０００４】このため、従来から、レチクルの基板材料
としては、低線膨張率の石英ガラス（常温付近の線膨張
率は約０．５ｐｐｍ／Ｋ）が使用され、レチクルステー
ジやウエハホルダの材料としては、低線膨張率のセラミ
ックス（常温付近の線膨張率は約１．５〜２．５ｐｐｍ
／Ｋ）が主に用いられてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の投影
露光装置によれば、露光用の照明光の照度（パワー）が
あまり高くなかったため、石英ガラスやセラミックスを
使用することで、必要な重ね合わせ精度が得られてい
た。しかしながら、近年、露光時間を短縮して高いスル
ープット（生産性）を得るため、露光用の照明光の照度
を高める傾向が強まっている。その結果として、ウエハ
やレチクル等に照射される露光用の照明光の単位面積当
たりのエネルギー量が増大し、投影露光装置の上記各部
材が熱変形して重ね合わせ精度が低下するという不都合
があった。この対策として、レチクルやウエハ等から直
接的又は間接的に蓄積された熱エネルギーを除去して、
それらの部材の温度を制御する機構も種々提案されてい
るが、このような機構は複雑であり、且つ高価である。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑み、露光用の照明光
の照度を高めた場合でも、簡単な構成で高い重ね合わせ
精度が得られる露光装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による露光装置
は、例えば図１に示すように、マスクステージ（４）上
に保持されたマスク（１）を露光用の照明光（ＩＬ）で
照明し、そのマスク（１）に形成されたパターンを基板
ステージ（８，１１）上に保持された感光基板（３）上
に転写露光する露光装置において、その露光用の照明光
（ＩＬ）が照射される部材（１ａ，３）、及びこの部材
に直接的又は間接的に接する部材（４，７〜９，１２）
の少なくとも一方を常温で線膨張率が実質的に０．４ｐ
ｐｍ／Ｋ以下のチタン珪酸ガラスより形成したものであ
る。

【０００８】この場合の常温とは、露光装置が通常使用
される環境の温度である２０℃〜２５℃程度の温度範囲
を示す。この常温での石英ガラスの線膨張率は約０．５
ｐｐｍ／Ｋであるため、線膨張率が石英ガラスより小さ
い、即ち０．４ｐｐｍ／Ｋ以下の材料があれば、この材
料の使用によって当該部材の変形量を少なくして、重ね
合わせ精度を高めることができる。これに関して、常温
付近で線膨張率がほぼ０の材料として、ガラスセラミッ
クス（例えばショット社製の商品名ゼロデュア）が知ら
れているが、そのガラスセラミックスは通常の露光用の
照明光に対する透過率が低くマスク用の基板としては使
用しにくい。そこで、本発明者は種々の材料について検
討した結果、常温付近で線膨張率を０．４ｐｐｍ／Ｋ以
下にできると共に、露光用の照明光に対する透過率も良
好な材料として、チタン珪酸ガラスに着目したものであ
る。

【０００９】チタン珪酸ガラスは、二酸化珪素（ＳｉＯ
₂）に二酸化チタン（ＴｉＯ₂）を加えることにより形
成するが、特にＴｉＯ₂が８重量％含まれたチタン珪酸
ガラスは、線膨張率が常温でほぼ０になることが知られ
ている。また、このチタン珪酸ガラス中にＴｉＯ₂が約
３〜１０重量％含まれたものであれば、常温での線膨張
率が約０．１ｐｐｍ／Ｋ以下となるため、このようにＴ
ｉＯ₂が約３〜１０重量％、更に望ましくはＴｉＯ₂が
約７〜９重量％含まれたチタン珪酸ガラスであれば、本
発明で使用できる。但し、要は線膨張率が０．４ｐｐｍ
／Ｋ以下であれば石英ガラスよりも熱変形が少なくなる
ため、ＴｉＯ₂の重量％が約３〜１０重量％から外れた
範囲にあっても、常温で線膨張率が０．４ｐｐｍ／Ｋ以
下となるチタン珪酸ガラスは本発明で使用できる。

【００１０】更に、チタン珪酸ガラスは、透過率も波長
３２０ｎｍ付近の紫外光まで石英ガラスと同等であると
いう光学的に優れた特性を持っている。そこで、露光用
の照明光として水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）の
ように波長が３２０ｎｍより長い光を使用する露光装置
においては、チタン珪酸ガラスはマスク用の基板として
も好適である。また、露光用の照明光の波長が３２０ｎ
ｍより短い場合でも、マスク以外の部材の材料としてチ
タン珪酸ガラスを使用することで熱変形量を少なくでき
る。更に、チタン珪酸ガラスはガラスセラミックスに比
べて均一性、研磨加工性に優れると共に、溶接が可能で
比較的大型の構造物も作れるため、露光装置の各種の部
材に使用できる。

【００１１】この場合、そのチタン珪酸ガラスより形成
される部材の一例は、そのマスク（１）、及びこのマス
クを支持するそのマスクステージ（４）のそのマスク
（１）と接する部分の少なくとも一部である。これによ
り、マスク（１）やマスクステージ（４）の熱変形が抑
えられる。マスク（１）上には、露光用の照明光（Ｉ
Ｌ）が直接照射されるため、マスク（１）やマスクステ
ージ（４）の熱変形が生じ易い。しかし、本発明によれ
ば、マスク（１）及びマスクステージ（４）の少なくと
も一部を低い線膨張率のチタン珪酸ガラスで形成してい
るため、熱変形量が少なくなる。そのため、露光用の照
明光の照度を高めても高い重ね合わせ精度が得られる。

【００１２】また、その感光基板（３）はその基板ステ
ージ（８，１１）上にその感光基板（３）を吸着する基
板ホルダ（７）を介して保持されると共に、その基板ス
テージ（８，１１）上にこの基板ステージの位置を検出
するための干渉計（１０）の移動鏡（９）、及び所定の
基準マークが形成された基準マーク部材（１２）が固定
されている場合、そのチタン珪酸ガラスより形成される
部材の一例は、その基板ホルダ（７）、その基板ステー
ジ（８，１１）のその基板ホルダ（７）に接する部分、
その基準マーク部材（１２）、及びその移動鏡（９）の
内の少なくとも一部である。

【００１３】この場合、感光基板（３）には露光用の照
明光（ＩＬ）が直接照射されるため、感光基板（３）及
びこれに接する部材の温度が上昇する。本発明では、感
光基板（３）に直接又は間接的に接する部材、例えば基
板ホルダ（７）、感光基板（３）の位置合わせ精度に関
係する移動鏡（９）や基準マーク部材（１２）等の少な
くとも一部の部材をチタン珪酸ガラスで形成するため、
少なくとも一部の部材の熱変形が抑えられ、重ね合わせ
精度が向上する。

【００１４】また、例えば図２に示すように、その基板
ホルダ（７Ａ）、その基準マーク部材（１２Ａ）、及び
その移動鏡（１８Ｘ，１８Ｙ）を一体の部材としてその
チタン珪酸ガラスより形成するようにしてもよい。これ
により、基板ホルダ（７Ａ）、基準マーク部材（１２
Ａ）、及び移動鏡（１８Ｘ，１８Ｙ）は一体的に低線膨
張率のチタン珪酸ガラスで形成されるため、熱膨張によ
る基板ホルダ（７Ａ）、移動鏡（１８Ｘ，１８Ｙ）、及
び基準マーク部材（１２Ａ）間の相対位置の変動が抑え
られ、感光基板（３）の位置の計測誤差及びベースライ
ン量の誤差が減少して重ね合わせ精度が向上する。チタ
ン珪酸ガラスは加工性が良好であるため、このような一
体的な構造が可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による露光装置の実
施の形態の一例につき図１を参照して説明する。本例
は、露光用の照明光として水銀ランプのｉ線を使用する
ステッパー型の投影露光装置に本発明を適用したもので
ある。図１は、本例の投影露光装置の概略構成を示し、
この図１において、光源、フライアイレンズ、視野絞
り、及びコンデンサレンズ等を含む照明光学系ＥＬから
射出された露光用の照明光ＩＬによりレチクル１のパタ
ーン面（下面）のパターンが照明され、その照明光ＩＬ
のもとで、そのパターンの像が投影光学系２を介して投
影倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で縮小され
て、ウエハ３上の各ショット領域に転写される。照明光
ＩＬとしては、本例では水銀ランプの紫外域の輝線であ
るｉ線（波長３６５ｎｍ）を使用する。それ以外に、照
明光ＩＬとしてはｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長
４０５ｎｍ）等も使用できる。以下、投影光学系２の光
軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な２次元平面内
で図１の紙面に平行にＸ軸、図１の紙面に垂直にＹ軸を
取って説明する。

【００１６】レチクル１は、基板１ａ、及びその基板１
ａの下面に被着され、転写用のパターンが形成されたク
ロム薄膜層１ｂから構成されている。レチクル１は真空
吸着によってレチクルステージ４上に載置されている。
また、レチクルステージ４は、複数のボールベアリング
（図１では、その内４個のボールベアリング５Ａ〜５Ｄ
を示す）を介して、不図示の送りねじ方式等の駆動機構
によりガイド６上をＸ方向、Ｙ方向及び回転方向に微動
可能に構成されている。なお、ボールベアリング５Ａ〜
５Ｂに代えて、エアベアリング機構を使用してもよい。
レチクルステージ４（レチクル１）の位置は、レチクル
ステージ４上の不図示の移動鏡及び外部のレーザ干渉計
により計測されており、レチクルステージ４は、そのレ
ーザ干渉計の計測値に基づいて位置決めされる。

【００１７】一方、ウエハ３はウエハホルダ７上に真空
吸着により固定されており、ウエハホルダ７はＺ方向へ
の移動及び傾斜角の調整が可能なＺチルトステージ（試
料台）８上に固定され、Ｚチルトステージ８はＸＹステ
ージ１１上に固定されている。ＸＹステージ１１はＸ方
向及びＹ方向へ移動可能に構成されており、露光時には
そのＸＹステージ１１によりウエハ３上の各ショット領
域の中心を投影光学系２の露光中心へステッピングする
動作と、露光動作とを繰り返す、所謂ステップ・アンド
・リピート方式によりレチクル１のパターンの像がウエ
ハ３上の各ショット領域に転写される。また、Ｚチルト
ステージ８上には、外部のレーザ干渉計１０からのレー
ザビームを反射する移動鏡９が固定されており、レーザ
干渉計１０及び移動鏡９によりＺチルトステージ８のＸ
方向、Ｙ方向の位置が計測され、この計測結果に基づい
てＸＹステージ１１の動作が制御される。

【００１８】また、投影光学系２の側面部にウエハ３上
の各ショット領域のウエハマークの位置を検出するため
のオフ・アクシス方式で画像処理方式のアライメントセ
ンサ１３が備えられている。更に、Ｚチルトステージ８
上には、レチクル１のパターンの像の中心位置（露光中
心）と、アライメントセンサ１３の検出中心との間隔で
あるベースライン量を計測するための基準マークが形成
された基準マーク部材１２が設置されている。なお、説
明を分かり易くするため、図１では、Ｘ軸用の移動鏡９
のみが示されているが、同様にＹ軸用の移動鏡も備えら
れている。

【００１９】ここで、本例の投影露光装置の一部の部材
を構成する材料について説明する。先ず、通常は、投影
露光装置が設置される環境の温度範囲は余裕を見て２０
℃〜２５℃であるため、この２０℃〜２５℃の範囲を常
温とする。本例においては、レチクル１の基板１ａ、レ
チクルステージ４、ウエハホルダ７、及びＺチルトステ
ージ８は、全てチタン珪酸ガラスより形成されている。
このチタン珪酸ガラスは、少量の二酸化チタン（ＴｉＯ
₂）を含む二酸化珪素（ＳｉＯ₂）からなり、常温付近
での線膨張率が極めて小さくなるように設計されたもの
である。チタン珪酸ガラスは、その中に含まれるＴｉＯ
₂の含有量により線膨張率が異なっており、ＴｉＯ₂が
約８重量％含まれたチタン珪酸ガラスは常温付近におけ
る線膨張率がほぼ０に近い値を示す。そこで本例では、
ＴｉＯ₂が３〜１０重量％、更に望ましくは７〜９重量
％含まれたチタン珪酸ガラスを使用する。また、ＴｉＯ
₂が３〜１０重量％含まれたチタン珪酸ガラスの常温で
の線膨張率は約０．１ｐｐｍ／Ｋ以下である。

【００２０】また、本例で使用できるチタン珪酸ガラス
としては、コーニング社より商品名ＵＬＥで販売されて
いるチタン珪酸ガラスがある。表１に、その商品名ＵＬ
Ｅで販売されているチタン珪酸ガラスと、合成石英ガラ
スとの特性を比較したカタログの一部を示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】この表１のカタログデータに示すように、
常温を含む５〜３５℃の温度範囲では、チタン珪酸ガラ
スの線膨張率は０．３×１０^-7／Ｋ以下、即ち０．０３
ｐｐｍ／Ｋ以下と極めて小さい。これは常温付近での合
成石英ガラスの線膨張率（約０．５ｐｐｍ／Ｋ）と比較
して１桁低い線膨張率である。その上、他の熱伝導率や
熱拡散率等の熱特性も合成石英ガラスと実質的に変わら
ない。

【００２３】更に、チタン珪酸ガラスは、可視光から波
長が３２０ｎｍ付近の紫外光までの光に対する透過率が
合成石英ガラスと同等に高いという光学的に優れた特性
を有しているため、本例のように露光用の照明光として
ｉ線を使用する場合には、レチクル１の基板１ａでの照
明光の吸収が少ないという利点がある。また、チタン珪
酸ガラスは、酸水素炎による溶接が可能なので、比較的
大型の構造物を作ることもできる。但し、チタン珪酸ガ
ラスはＡｒＦエキシマレーザ光やＫｒＦエキシマレーザ
光等の波長が３２０ｎｍ程度以下の照明光に対する透過
率が低いので、このような波長の短い光を露光用の照明
光として使用する場合に、レチクル１の基板１ａを石英
ガラスより形成し、それ以外のレチクルステージ４、ウ
エハホルダ７等をチタン珪酸ガラスより形成するように
してもよい。

【００２４】次に、本例の投影露光装置における熱的な
特徴を説明する。露光時において、レチクル１が照明光
学系ＥＬからの露光用の照明光ＩＬにより照明される
と、先ずレチクル１のクロム薄膜層１ｂ中の不透過域に
照射された照明光ＩＬの光エネルギーの約６０％程度が
クロム薄膜層１ｂに吸収され、熱エネルギーに変換され
る。残りの約４０％の光エネルギーは上方に反射され
る。そして、その熱エネルギーの大部分は、クロム薄膜
層１ｂから基板１ａに伝わるが、基板１ａの材料である
チタン珪酸ガラスは、熱伝導率や熱拡散率もそれほど小
さい値ではないため、熱エネルギーは基板１ａにそれほ
ど蓄積されることなく、一部が真空吸着部を介してレチ
クルステージ４等に伝達され、残りの大部分が周囲の雰
囲気気体（空気）中に伝達される。また、その雰囲気気
体の温度は空調システムによって常温内のほぼ一定の値
に設定されているため、基板１ａの温度はその常温から
大きく外れることはない。そして、その常温付近におい
ては、チタン珪酸ガラスの線膨張率はほぼ０に近いた
め、基板１ａの熱変形は殆ど生じない。従って、パター
ンが形成されたクロム薄膜層１ｂの変形も低く抑えられ
る。

【００２５】次に、レチクル１の基板１ａから真空吸着
部を介してレチクルステージ４に伝達された熱エネルギ
ーの一部は、ボールベアリング５Ａ〜５Ｄを介してガイ
ド６に伝達され、残りの大部分が周囲の雰囲気気体中に
伝達される。この場合、レチクルステージ４もレチクル
１の基板１ａと同じチタン珪酸ガラスで形成されている
ため、レチクルステージ４は殆ど熱膨張せず、レチクル
１の基板１ａに応力を与えることもない。レチクル１の
クロム薄膜層１ｂに吸収された照明光ＩＬの熱エネルギ
ーの大部分は、結局基板１ａ及びレチクルステージ４の
回りの雰囲気気体中に伝達されるか、又はガイド６に伝
えられる。しかし、レチクルステージ４とボールベアリ
ング５Ａ〜５Ｄ、及びボールベアリング５Ａ〜５Ｄとガ
イド６との接触面積は非常に小さいため、ガイド６への
熱エネルギーの伝導量は非常に小さい。なお、ボールベ
アリング５Ａ〜５Ｄの代わりにエアべアリングが使用さ
れる場合も同様である。

【００２６】また、熱エネルギーが或る程度ガイド６へ
伝達されても、ガイド６のサイズや材料を適当に選択す
ることにより、ガイド６の熱容量を大きくすることも、
放熱性を改善することも可能である。従って、レチクル
ステージ４から伝達される熱エネルギーによるガイド６
の温度変化は小さく、熱変形量も僅かである。また、ガ
イド６が熱によって変形したとしても、その変形が直接
レチクル１の光軸ＡＸに対する位置ずれとならないよう
な構成をとれるため、ガイド６に対する熱エネルギーの
影響を支障ないレベルに抑えることは比較的容易であ
る。

【００２７】次に、レチクル１のクロム薄膜層１ｂの透
過域を通って、投影光学系２を介してウエハ３に照射さ
れた露光用の照明光ＩＬの光エネルギーは、その大半が
ウエハ３上のフォトレジスト層で吸収され熱エネルギー
に変換される。このフォトレジスト層に吸収された熱エ
ネルギーの大部分はウエハ３を介してチタン珪酸ガラス
で作られたウエハホルダ７に伝達される。この場合、ウ
エハ３の線膨張率はウエハホルダ７に比べて大きいが、
ウエハ３自体はウエハホルダ７上に真空吸着されている
ため、ウエハ３のウエハホルダ７に対する相対的な変位
は僅かである。また、ウエハホルダ７に伝わった熱エネ
ルギーの一部は周辺の雰囲気気体中及びＺチルトステー
ジ８に伝達されるため、ウエハホルダ７の温度はそれほ
ど上昇しない。従って、チタン珪酸ガラスからなるウエ
ハホルダ７の熱膨張は殆どなく、ウエハ３の変形も抑え
られる。ウエハホルダ７からＺチルトステージ８に伝達
された熱エネルギーは、周辺の雰囲気気体中及びＸＹス
テージ１１に伝達され、Ｚチルトステージ８の温度はウ
エハホルダ７と同様にそれほど上昇しない。Ｚチルトス
テージ８もチタン珪酸ガラスから作られているため、熱
膨張量は殆ど０に近い。従って、Ｚチルトステージ８か
らウエハホルダ７への熱変形応力は殆ど生じない。これ
らによって、重ね合わせ精度が向上し、露光用の照明光
ＩＬの照度を高めても高い重ね合わせ精度が得られる。

【００２８】また、Ｚチルトステージ８上には、移動鏡
９が固定されている。Ｚチルトステージ８が熱変形した
場合、移動鏡９とレーザ干渉計１０との間隔が変化し、
ウエハ３の各ショット領域を位置決めする際、レーザ干
渉計１０の計測値が変動して重ね合わせ誤差の要因とな
る。しかし、本例ではＺチルトステージ８の熱膨張量は
殆ど０に近いため、Ｚチルトステージ８の熱膨張による
重ね合わせ誤差が抑えられる。

【００２９】次に、Ｚチルトステージ８からＸＹステー
ジ１１に伝わった熱エネルギーの一部は、ＸＹステージ
１１の熱変形の要因となるが、ＸＹステージ１１に伝達
される熱エネルギー量も上記各部材を経由して減少して
いると共に、ＸＹステージ１１の熱容量はかなり大きい
ため、ＸＹステージ１１をそれほど熱変形させることは
ない。但し、更に精密な重ね合わせ精度が要求される場
合には、ＸＹステージ１１の材料としてチタン珪酸ガラ
スを使用するようにしてもよい。

【００３０】なお、本例ではレチクル１の基板１ａ、レ
チクルステージ４、ウエハホルダ７、及びＺチルトステ
ージ８は、全てチタン珪酸ガラスで構成しているが、以
上の部材の全てがチタン珪酸ガラスでなくてもよい。以
上の部材の内少なくとも１つの部材の材料としてチタン
珪酸ガラスを使用すれば、重ね合わせ精度が向上する。
また、移動鏡９や基準マーク部材１２をチタン珪酸ガラ
スより形成してもよい。

【００３１】次に、本発明の露光装置の実施の形態の他
の例について図２を参照して説明する。本例の投影露光
装置は、ウエハホルダ、移動鏡、及び基準マーク部材を
一体化した構成にしたものである。他の構成は図１の投
影露光装置と同様である。図２は、本例の投影露光装置
の要部の概略構成を示し、この図２において、ウエハ３
は、ウエハホルダ７Ａ上の上面に設けられた複数のＹ方
向に伸びた凸部上に真空吸着されている。ウエハホルダ
７Ａの近傍には基準マーク部材１２Ａが設けられてお
り、その基準マーク部材１２Ａの表面の反射膜中に、２
個の十字型の開口パターンよりなるレチクル用の基準マ
ーク１７Ｒ、及び十字型の開口パターンよりなる図１の
アライメントセンサ１３用の基準マーク１７Ａが形成さ
れている。基準マーク部材１２Ａの表面はウエハ３の表
面と同じ高さに設定されている。ウエハホルダ７Ａ及び
基準マーク部材１２Ａは共にＺチルトステージ８Ａ上に
一体化されている。また、Ｚチルトステージ（試料台）
８Ａ上の端部にはＸ軸用の移動鏡１８Ｘ及びＹ軸用の移
動鏡１８ＹがＺチルトステージ８Ａと一体化した状態で
形成されている。本例では、Ｚチルトステージ８Ａ、並
びにこのＺチルトステージ８Ａ上に一体化されたウエハ
ホルダ７Ａ、基準マーク部材１２Ａ、及び移動鏡１８
Ｘ，１８Ｙは共に図１の実施の形態で使用されているの
と同様のチタン珪酸ガラスで形成されており、この状態
で図１のＸＹステージ１１上に載置される。また、移動
鏡１８Ｘの反射面１８Ｘａ、及び移動鏡１８Ｙの反射面
１８Ｙａには、それぞれ計測用のレーザビームを反射す
る反射膜が形成され、上述のように基準マーク部材１２
Ａの表面に反射膜が形成されている。

【００３２】本例では、ウエハホルダ７Ａ、基準マーク
部材１２Ａ、及び移動鏡１８Ｘ，１８ＹがＺチルトステ
ージ８Ａ上に一体化され、それらの部材が全てチタン珪
酸ガラスにより形成されているため、露光用の照明光Ｉ
Ｌの熱エネルギーによる熱膨張は殆どなく、ウエハホル
ダ７Ａ上に真空吸着されたウエハ３と移動鏡１８Ｘ，１
８Ｙとの間の間隔がほぼ一定に保たれ、且つ基準マーク
部材１２Ａ上の基準マークの間隔もほぼ一定に保たれる
ため、ウエハ３の位置の計測精度及びベースライン量の
計測精度が更に向上する。また、全て同じ材料で形成さ
れるため、膨張に伴う変形歪みの発生が抑えられる。ま
た、チタン珪酸ガラスは加工性が良好であるため、その
ような一体的な構造物を容易に製造できる。そして、一
体化により部品点数が減少し、製造コストを下げること
もできる。

【００３３】なお、本発明はステッパー方式の投影露光
装置に限らず、レチクルのパターンの一部を投影光学系
を介してウエハ上に投影した状態で、レチクルとウエハ
とを投影光学系に対して同期走査して、レチクルのパタ
ーンの像をウエハの各ショット領域に逐次転写するステ
ップ・アンド・スキャン方式等の走査露光型の投影露光
装置にも同様に適用できる。また、投影光学系を使用し
ないプロキシミティ方式等の露光装置にも適用すること
ができる。

【００３４】このように、本発明は上述の実施の形態に
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。

【００３５】

【発明の効果】本発明の露光装置によれば、露光用の照
明光が照射される部材、及びこの部材に直接的又は間接
的に接する部材の少なくとも一方を常温における線膨張
率が実質的に０．４ｐｐｍ／Ｋ以下のチタン珪酸ガラス
で形成している。即ち、露光用の照明光が照射される部
材、及びこの部材に接する部材の少なくとも一方が常温
で石英ガラスや低膨張率のセラミックスより小さい線膨
張率の材料より形成されているため、従来例に比べて熱
変形量が少なくなり、その照明光の照度（パワー）を高
めたときでも高い重ね合わせ精度が得られる。また、チ
タン珪酸ガラスは可視光から波長３２０ｎｍ程度の紫外
光まで石英ガラスと同程度の透過率を有するため、露光
用の照明光として水銀ランプのｉ線のような波長が３２
０ｎｍより長い光を使用する場合には、マスク用の基板
としてもチタン珪酸ガラスが使用できて、重ね合わせ精
度を更に高めることができるため、本発明の効果は特に
大きい。

【００３６】また、チタン珪酸ガラスより形成される部
材が、マスク、及びこのマスクを支持するマスクステー
ジのマスクと接する部分の少なくとも一部である場合に
は、照明光の熱エネルギーによる影響が特に大きいマス
クやマスクステージの熱変形が抑えられ、重ね合わせ精
度がより向上する利点がある。但し、上述のようにマス
クの基板材料としてチタン珪酸ガラスを用いるときに
は、露光用の照明光の波長は３２０ｎｍより長いことが
望ましい。

【００３７】また、感光基板が基板ステージ上に感光基
板を吸着する基板ホルダを介して保持されると共に、基
板ステージ上にこの基板ステージの位置を検出するため
の干渉計の移動鏡、及び所定の基準マークが形成された
基準マーク部材が固定されており、チタン珪酸ガラスよ
り形成される部材が、基板ホルダ、基板ステージの基板
ホルダに接する部分、基準マーク部材、及び移動鏡の内
の少なくとも一部である場合には、露光用の照明光が最
終的に照射される感光基板に直接又は間接的に接する部
材の少なくとも一部の熱変形が抑えられ、重ね合わせ精
度が更に向上する。

【００３８】また、基板ホルダ、基準マーク部材、及び
移動鏡を一体の部材としてチタン珪酸ガラスより形成す
る場合には、熱変形量が全体として最も小さくなるため
重ね合わせ精度がより向上する。また、同じ材料で一体
化されているため、熱膨張による変形歪みの発生が抑え
られると共に、部品点数が減少する利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光装置の実施の形態の一例を示す概
略構成図である。

【図２】本発明の露光装置の実施の形態の他の例の要部
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１レチクル１ａ基板１ｂクロム薄膜層２投影光学系３ウエハ４レチクルステージ７，７Ａウエハホルダ８，８ＡＺチルトステージ９，１８Ｘ，１８Ｙ移動鏡１１ＸＹステージ１２，１２Ａ基準マーク部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクステージ上に保持されたマスクを
露光用の照明光で照明し、前記マスクに形成されたパタ
ーンを基板ステージ上に保持された感光基板上に転写露
光する露光装置において、前記露光用の照明光が照射される部材、及び該部材に接
する部材の少なくとも一方を常温で線膨張率が実質的に
０．４ｐｐｍ／Ｋ以下のチタン珪酸ガラスより形成した
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】請求項１記載の露光装置であって、前記チタン珪酸ガラスより形成される部材は、前記マス
ク、及び該マスクを支持する前記マスクステージの前記
マスクと接する部分の少なくとも一部であることを特徴
とする露光装置。
【請求項３】請求項１記載の露光装置であって、前記感光基板は前記基板ステージ上に前記感光基板を吸
着する基板ホルダを介して保持されると共に、前記基板
ステージ上に該基板ステージの位置を検出するための干
渉計の移動鏡、及び所定の基準マークが形成された基準
マーク部材が固定され、前記チタン珪酸ガラスより形成される部材は、前記基板
ホルダ、前記基板ステージの前記基板ホルダに接する部
分、前記基準マーク部材、及び前記移動鏡の内の少なく
とも一部であることを特徴とする露光装置。
【請求項４】請求項３記載の露光装置であって、前記基板ホルダ、前記基準マーク部材、及び前記移動鏡
が一体の部材として前記チタン珪酸ガラスより形成され
ることを特徴とする露光装置。