JPH10289873A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH10289873A
JPH10289873A JP9113620A JP11362097A JPH10289873A JP H10289873 A JPH10289873 A JP H10289873A JP 9113620 A JP9113620 A JP 9113620A JP 11362097 A JP11362097 A JP 11362097A JP H10289873 A JPH10289873 A JP H10289873A
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JP
Japan
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chamber
stage
wafer
exposure apparatus
air
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JP9113620A
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English (en)
Inventor
Shinichi Nakajima
伸一 中島
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の露光装置を大きく変更することなく、よ
り高精度な位置決めを達成することができる露光装置を
提供する。 【解決手段】排気ダクト12、13、14が、レチクル
ステージ3とウエハステージ8を挟んで、吸気ダクト1
1の反対側に設けられ、チャンバ100内に供給された
空気を排気するようになっているので、干渉計光路など
の、ステージ周りの空気の流れがスムーズとなって、空
気ゆらぎを低減又は抑止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置内を所定
温度に調整する空調装置を備えた、半導体製造用の露光
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体素子、撮像素子(CCD
等)、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の製造を行
う場合におけるフォトリソグラフィ工程において、レチ
クル(マスク)のパターンを投影光学系を介して、フォ
トレジストが塗布されたウエハ(あるいはガラスプレー
ト等)上に露光する投影露光装置(ステッパ)が用いら
れている。
【0003】レチクルに描画されたパターンは、投影光
学系により1/5〜1/4に縮小されて、ウエハ上に露
光転写される。その際、レチクル及びウエハを載せたス
テージは、光軸に垂直な方向にはレーザ干渉計により精
密に位置決めされ、また光軸の方向にもAFセンサを用
いて高さ決めされる。
【0004】また、ウエハの表面における、光軸に対す
る垂直な面からのズレ量をレベリングセンサにより検知
し、ウエハの傾きを修正する。更に、ウエハとレチクル
の相対位置も、アライメントセンサにより精密に計測さ
れて、露光時に補正される。
【0005】上述したような各種センサを用いて、レチ
クルとウエハの位置や姿勢を正確に測定するのは、レチ
クルの描画パターンがきわめて微細であるからである。
すなわち、近年においてはULSIの集積度が更に高ま
り、例えば0.35ミクロン以下の線幅を有するパター
ンをウエハに形成することが要求される。
【0006】従って、レチクルやウエハの位置決めをき
わめて精密に行うべく、ウエハステージやレチクルステ
ージの位置決め精度の要求がきわめて厳しいものとなっ
ている。また、高解像度を求めるべく、投影光学系の開
口数が増大し、焦点深度が浅くなり、AFやレベリング
に対する精度の要求も更に過酷となっている。同様に、
レチクルとウエハとの相対位置に関するアライメント誤
差の許容範囲もきわめて制限されている。
【0007】一方、レチクルとウエハ(基板)の位置決
めを精密に達成する際には、以下に述べる障害がある。
露光装置は一般に、厳密に温度管理すべく、チャンバに
密閉された構成となっている。しかし、チャンバ内には
ステージ駆動部、露光光を吸収したレチクルやウエハ、
外部と熱交換するチャンバの壁部など、数多くの熱源が
存在する。
【0008】かかる熱源により、チャンバ内の温度は、
空間的に均一にならず、また、時間的にも変動する。こ
れが、空気の屈折率の時間的ゆらぎや、空間的勾配の原
因となる。
【0009】ここで、上述したレーザ干渉計はもちろ
ん、AFセンサ、レベリングセンサ、アライメントセン
サにおいては、通常、光を用いたセンサを用いるので、
かかる測定光が、空気の屈折率が揺らいだ空間を通過す
ることになると、レチクルやウエハの位置測定精度の低
下をきたす。また、露光光が上記空間を通過すると、結
像状態に悪影響を及ぼす恐れもある。
【0010】更に極端な場合には、上述した熱源の存在
により、位置測定器のミラーや位置決めに用いる基準指
標などが熱変形を生ずるおそれもある。かかる熱変形に
より、レンズの結像状態とは無関係にAF及びレベリン
グセンサの計測値が変わったり、ステージのレーザ干渉
計の値と、実際のステージ位置との相対関係が変わった
り、レチクルとウエハの相対位置と無関係にアライメン
ト計測結果が変化したりするおそれがある。
【0011】一方、露光動作及びアライメント動作にお
いて、一括露光型の露光装置の場合にはウエハステージ
が移動し、走査(スキャン)型の露光装置においては、
ウエハステージ及びレチクルステージが移動するから、
空気の屈折率の空間的勾配が、レーザ干渉計、AFセン
サ、レベリングセンサ、アライメントセンサに誤差を生
じさせる原因となる。かかる位置決め不良や結像状態の
悪化のため、不良LSIを生産してしまう恐れがある。
【0012】そこで、チャンバ内における温度むらを極
力減少させるべく、露光装置においては、チャンバ内の
温度を一定に維持するため、空調装置が通常設けられて
いる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】かかる空調装置は、外
部から例えば±0.1℃と精密に維持されたクリーンエ
アを、チャンバ側面から内部に導入するものである。導
入されたエアは、チャンバの対向する側の下部(ウエハ
ステージの下方)に設けられた排気ダクトを介して、外
部に排出されている。
【0014】しかるに、従来の露光装置においては、空
調装置の排気口がウエハステージより低い位置に一つの
み設けられていたため、ウエハステージ上を通過する空
気流と、ウエハステージ下を通過する空気流とが複雑に
ぶつかり合い、絡み合うため、ウエハステージ付近にお
いて、気流の乱れが生じていた。かかる気流の乱れによ
り、チャンバ内の空気がスムーズに掃引されず、チャン
バ内の温度むらを招いていた。
【0015】一方、露光装置上方に設けられたレチクル
ステージは、空調装置の供給口と排気口との空気流通経
路から比較的離隔しており、レチクルステージ付近の温
度むらを生じやすい。上述したように、かかる温度むら
は、ウエハの位置決めを高精度に達成するには大きな障
害となる。
【0016】本願発明は、このような問題点に鑑みてな
されたものであり、従来の露光装置を大きく変更するこ
となく、より高精度な位置決めを達成することができる
露光装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本願発明によるレチクル上のパターンをウエハに露光転
写する露光装置において、レチクルを載置する載置面を
設けたレチクルステージと、ウエハを載置する載置面を
設けたウエハステージと、前記両ステージを外部環境か
ら密閉するチャンバと、温度調整された気体を供給する
外部供給手段に連結され、前記チャンバ内に前記気体を
導入する供給口と、前記チャンバ内の気体を排出する排
気口とからなっており、前記供給口から前記排気口へ至
る気体が、前記両ステージの少なくとも一方の前記載置
面に沿って流れるように、前記排気口を配置したことを
特徴とする。
【0018】
【作用】本願発明の露光装置によれば、排気口が、前記
両ステージの少なくとも一方を挟んで前記供給口の反対
側に設けられ、前記チャンバ内に供給された前記気体を
排気するようになっているので、干渉計光路などの、ス
テージ周りの空気の流れがスムーズになって、空気ゆら
ぎを低減又は抑止できる。
【0019】
【実施の態様】以下、本願発明の実施の態様を図面を参
照して以下に詳細に説明する。図1は、本願発明による
露光装置の概略図である。図1において、露光装置はチ
ャンバ100に収められており、照明系1の下方におい
て、レチクル2を載置するレチクルステージ3が不図示
の駆動装置により、図中鉛直線(光軸)に直交する面内
で移動可能に配置されている。一方、レチクルステージ
3の下方には、投影レンズ6が配置され、その下方に
は、ウエハ7を載置するウエハステージ8が不図示の駆
動装置により、光軸に直交する面内で移動可能に配置さ
れている。
【0020】照明系1により照明されたレチクル2に形
成されたパターン(不図示)は、投影レンズ6を介して
ウエハ7上に転写される。レチクルステージ3上に配置
されたミラー4とこれに対向するレーザ干渉計5によ
り、レチクルステージ3の位置は精密に測定され、不図
示の駆動装置によって正確に位置決めされる。
【0021】同様に、ウエハステージ8上に配置された
ミラー9とこれに対向するレーザ干渉計10により、ウ
エハステージ8の位置は精密に測定され、不図示の駆動
装置によって正確に位置決めされる。また、レチクル2
とウエハ7との相対位置は、アライメントセンサ15に
より計測され、露光時に補正される。なお、アライメン
トセンサには、TTRやTTL等の方法があるが、その
内容はよく知られているため、詳細は省略する。
【0022】露光時においては、ウエハステージ8は、
投影光学系6の光軸方向位置を、AF(オートフォーカ
ス)センサ16a、16bにより計測され、一方ウエハ
7の露光面の、光軸に対しての垂直な面からのズレは、
レベリングセンサ17a、17bによって計測され、そ
れぞれ不図示の駆動装置により修正される。AFやレベ
リングには、各種のセンサを用いることができる。
【0023】かかる位置合わせが完了した後に、あるい
は位置合わせとともに、露光が行われる。なお、スキャ
ンタイプの露光装置の場合には、レチクル2とウエハ7
とが結像関係を保ったまま、同期しつつ移動される。
【0024】図1において、チャンバ100内の右側面
には供給口を形成する吸気ダクト11が配置されてい
る。吸気ダクト11は、外部の空気供給装置(不図示)
に接続されており、一定温度のクリーンエアをチャンバ
100内に、ほぼ全側面から供給している。
【0025】一方、チャンバ100の左側面すなわち吸
気ダクト11と対向する側における、ウエハステージ8
の下方に、排気口を形成する排気ダクト14が従来と同
様に設けられている。更に、チャンバ100の左側面で
あってウエハステージ8の左方には、排気ダクト13が
設けられている。加えて、チャンバ100の左側面であ
ってレチクルステージ3の左方には、排気口を形成する
排気ダクト12が設けられている。各排気ダクトはチャ
ンバ外部と連通し、チャンバ100内部の熱源により加
熱された空気を外部へ排出している。
【0026】従来技術による排気ダクト14のみでは、
吸気ダクト11から導入される空気流がステージ等の障
害をよけるべく複雑な経路を介して通過することになる
が、排気ダクト12、13の新設により、吸気ダクト1
1からの空気流が水平にステージを通過するようにな
り、それにより空気の熱塊の発生を低減又は抑止でき
る。また、空気の流れがスムーズであるから、もしかか
る熱塊が発生しても、直ちに何れかの排気ダクトに吸入
され、例えばステージ付近等、チャンバ100内に滞留
することがない。よって、チャンバ100内において温
度むらがなくなって、空気の屈折率が何れの場所でも一
定となり、それにより光センサを用いた位置計測の精度
を高めることができる。
【0027】すなわち、本実施の態様によれば、ウエハ
ステージ3及びレチクルステージ8付近の気流を乱さず
空調することができ、チャンバ100内温度の時間的、
空間的変位を減少させ、各種センサ、干渉計、結像投影
系を安定させることができる、その結果、高精度かつ高
い信頼性の露光装置が提供される。
【0028】以上、本願発明を実施の態様を参照して説
明してきたが、本願発明は上記実施の態様に限定して解
釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であるこ
とはもちろんである。例えば、本実施の態様は排気ダク
トをステージ横位置にのみ設けているが、スペースが許
す限り多く設ければ更に温度むら低減の効果が奏され
る。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように、本願発明によれば、
排気口が、レチクルステージ及びウエハステージの少な
くとも一方を挟んで、供給口の反対側に設けられ、チャ
ンバ内に供給された気体を排気するようになっているの
で、干渉計光路などの、ステージ周りの空気の流れがス
ムーズになって、空気ゆらぎを低減又は抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明による露光装置の概略図である。
【符号の説明】
1………照明系 2………レチクル 3………レチクルステージ 7………ウエハ 8………ウエハステージ 11………吸気ダクト 12、13、14………排気ダクト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レチクル上のパターンをウエハに露光転
    写する露光装置において、 レチクルを載置する載置面を設けたレチクルステージ
    と、 ウエハを載置する載置面を設けたウエハステージと、 前記両ステージを外部環境から密閉するチャンバと、 温度調整された気体を供給する外部供給手段に連結さ
    れ、前記チャンバ内に前記気体を導入する供給口と、 前記チャンバ内の気体を排出する排気口とからなってお
    り、 前記供給口から前記排気口へ至る気体が、前記両ステー
    ジの少なくとも一方の前記載置面に沿って流れるよう
    に、前記排気口を配置したことを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 前記両ステージの少なくとも一方とほぼ
    同一高さ位置に、前記排気口と前記供給口の一部を設け
    たことを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 前記露光装置は、前記レチクルステージ
    の位置と前記ウエハステージの位置との少なくとも一方
    の位置を計測するレーザ干渉計を更に有し、前記レーザ
    干渉計の光軸とほぼ同じ高さ位置に、前記排気口と前記
    供給口の一部とを設けたことを特徴とする請求項1記載
    の露光装置。
  4. 【請求項4】 前記露光装置は、スキャン型の露光装置
    であることを特徴とする請求項1乃至3項の内のいずれ
    か1項に記載の露光装置。
JP9113620A 1997-04-16 1997-04-16 露光装置 Withdrawn JPH10289873A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000016381A1 (fr) * 1998-09-14 2000-03-23 Nikon Corporation Appareil d'exposition et son procede de fabrication, et procede de production de dispositif
JP2021156535A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 水戸工業株式会社 空調装置

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000016381A1 (fr) * 1998-09-14 2000-03-23 Nikon Corporation Appareil d'exposition et son procede de fabrication, et procede de production de dispositif
US6583857B2 (en) 1998-09-14 2003-06-24 Nikon Corporation Exposure apparatus and its making method, and device manufacturing method
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Effective date: 20040706