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JPH0480912A - Exposing device - Google Patents

Exposing device

Info

Publication number
JPH0480912A
JPH0480912A JP2193880A JP19388090A JPH0480912A JP H0480912 A JPH0480912 A JP H0480912A JP 2193880 A JP2193880 A JP 2193880A JP 19388090 A JP19388090 A JP 19388090A JP H0480912 A JPH0480912 A JP H0480912A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
wafer
stage
reticle
exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2193880A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Yasufuku
安福 祐次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2193880A priority Critical patent/JPH0480912A/en
Publication of JPH0480912A publication Critical patent/JPH0480912A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • 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
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • GPHYSICS
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    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G03F7/70875Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature

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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to make uniform the temperature of materials used by a method wherein a device, with which the prescribed material among the materials constituting an exposing device in heated or cooled, and another device which measures the temperature of the materials used are provided. CONSTITUTION:A sensor 20 is arranged on the positions A, B, C and D on a stage 3, and a Peltier element 21 is arranged on the positions (a), (b), (c) and (d) on the stage plate 3. A CPU 201 performs the functions of driving of the stage 3, the read-in of temperature from the sensor 20, the heat generation and heat absorption of the Peltier element 21. The Peltier elements 21 at points (a) and (d) generate heat, and the Peltier elements 21 at points (b) and (c) absorb heat. The CPU 201 controls each Peltier element 21 so that the measured value of the sensor 20 at points A, B, C and D is brought to the target temperature. The temperature of each section is measured by the temperature sensor 20, and the temperature of the entire stage plate 3 can be made uniform by controlling the quantity of heat generation and heat absorption of the Peltier element 21.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、IC,LSI等の半導体素子製造用の露光装
置に関し、特にレチクルやマスク(以下「レチクル」と
称す)等の第一物体面上に形成された電子回路等のパタ
ーンを直接もしくは投影レンズ等の光学手段を介して、
ウニへ面等の第二物体面上に露光転写する際に行なう該
第−物体と該第二物体の位置合せ、即ちアライメントを
高精度に行うことのできる露光装置に関するものである
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, and particularly relates to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, and in particular, to a first object surface of a reticle, mask (hereinafter referred to as "reticle"), etc. A pattern such as an electronic circuit formed on the top is directly or through an optical means such as a projection lens,
The present invention relates to an exposure apparatus that can perform positioning, that is, alignment, of a second object and a second object with high precision when performing exposure transfer onto a second object surface such as a surface of a sea urchin.

[従来の技術] IC,LSI等の半導体素子製造用の露光装置には解像
性能と重ね合わせ性能という二つの基本的な性能が要求
されている。前者は半導体基板(以下「ウェハ」と称す
)面上に塗布されたフォトレジスト面上にいかに微細な
パターンを形成するかという能力であり、後者は前工程
でウニ八面上に形成されたパターンに対して、レチクル
上のパターンをいかに正確に位置合せして転写できるか
という能力である。
[Prior Art] An exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs is required to have two basic performances: resolution performance and overlay performance. The former is the ability to form fine patterns on the photoresist surface coated on the semiconductor substrate (hereinafter referred to as "wafer"), and the latter is the ability to form fine patterns on the surface of the urchin in the previous process. In contrast, it is the ability to accurately align and transfer the pattern on the reticle.

露光装置はその方法により、例えばコンタクト、プロキ
シミティ、ミラー1:1投影、ステッパ、X線アライナ
等に大分類され、その中で各々最適な重ね合わせ方式が
考案され実施されている。
Exposure apparatuses are broadly classified into, for example, contact, proximity, mirror 1:1 projection, stepper, and X-ray aligner, depending on their method, and the optimal overlay method for each has been devised and implemented.

一般に半導体素子製造用としては解像性能と重ね合せ性
能との双方のバランスが取れた露光装置が好ましく、こ
のため、現在、縮ノJ\投影型の露光装置、いわゆるス
テッパが多用されている。
In general, exposure apparatuses that have a good balance between resolution performance and overlay performance are preferable for manufacturing semiconductor devices, and for this reason, reduction projection type exposure apparatuses, so-called steppers, are currently often used.

これらの露光装置として要求される解像性能は0.5μ
m近傍であり、この性能の達成可能な露光方式としては
例えばエキシマレーザを光源としたステッパ、X線を露
光源としたプロキシミティタイプのアライナ、モしてE
Bの直接描画方式の方式がある。このうち、生産性の点
からすれは、前者の三方式が好ましい。
The resolution performance required for these exposure devices is 0.5μ.
Exposure methods that can achieve this performance include, for example, a stepper using an excimer laser as a light source, a proximity type aligner using X-rays as an exposure source, and an exposure method that can achieve this performance.
There is a direct writing method called B. Of these, the former three methods are preferable from the viewpoint of productivity.

[発明が解決しようとしている課題] 重ね合せ精度は、一般的に焼き付は最小線幅1/3〜1
15の値が必要とされており、この精度を達成すること
は一般的に解像性能の達成と同等か、それ以上の困難さ
を伴う。
[Problem to be solved by the invention] Overlay accuracy is generally determined at a minimum line width of 1/3 to 1 for burn-in.
A value of 15 is required, and achieving this accuracy is generally as difficult or more difficult than achieving resolution performance.

一般にレチクル面上のパターンとウニ八面上のパターン
との相対位置合せ、すなわちアライメントには次のよう
な点を考慮する必要がある。すなわち (1−1)ウニ八面上のパターン(あるいはマーク)は
デバイスの種類、工程によってその断面形状、物性、光
学的特性が多種多様に変化する。
In general, the following points need to be taken into consideration for relative positioning, that is, alignment, between the pattern on the reticle surface and the pattern on the eight surfaces. That is, (1-1) the cross-sectional shape, physical properties, and optical characteristics of the pattern (or mark) on the eight faces of the sea urchin vary widely depending on the type of device and process.

(1−2)多種多様なプロセスに対応して確実に所定の
精度でアライメントするためにはフライメント検出系(
光学系、信号処理系)に自由度を持たせなくてはならな
い。
(1-2) In order to ensure alignment with a predetermined accuracy in response to a wide variety of processes, the flyment detection system (
(optical system, signal processing system) must have a degree of freedom.

(1−3)アライメント光学系に自由度を持たせるため
には、投影レンズと独立に構成する方が一般的には有利
であるが、その結果レチクルとウェハとのアライメント
が間接的になるためシステム的な誤差要因となる。
(1-3) In order to give the alignment optical system a degree of freedom, it is generally advantageous to configure it independently from the projection lens, but as a result, the alignment between the reticle and the wafer becomes indirect. This becomes a systematic error factor.

一般にはこれらの誤差要因をなるべく少なくし、更にバ
ランス良く維持することが重要となる。
In general, it is important to minimize these error factors and maintain a good balance.

ここで、具体例を挙げて説明する。Here, a specific example will be given and explained.

(2−1)アライメント光を露光波長と同一波長にする
ことにより、TTL  ON  AXISアライメント
系が構成できる。投影レンズはこの波長に対して良好な
収差補正がなされている。そのためこの方式では、ウェ
ハパターンの投影像をレチクルパターンと同−視野内で
同時観察しながら双方の位置合せが可能なアライメント
光学系が達成でキ、シかもアライメントが完了したその
位置で露光をかけることができる。この方式ではシステ
ム誤差は発生しない。
(2-1) By setting the alignment light to the same wavelength as the exposure wavelength, a TTL ON AXIS alignment system can be constructed. The projection lens has good aberration correction for this wavelength. Therefore, with this method, it is possible to achieve an alignment optical system that can simultaneously observe the projected image of the wafer pattern and the reticle pattern within the same field of view and align both. be able to. This method does not generate systematic errors.

しかしながら、この方式はアライメント波長が限定され
、吸収レジストのようなプロセスのウェハからは信号光
が極端に減少する等のプロセス上の欠点を持つ。
However, this method has process disadvantages such as the alignment wavelength being limited and the signal light from a wafer processed with absorption resist being extremely reduced.

(2−2)一方、オフアクシスタイプのステッパにおい
てはウェハのアライメント光学系は投影レンズの制約を
一切受けずに自由に設計することができ、その自由度に
よりプロセスへの対応力を強化できる。
(2-2) On the other hand, in an off-axis type stepper, the wafer alignment optical system can be freely designed without being subject to any restrictions of the projection lens, and this degree of freedom can enhance process adaptability.

しかしながら、この方式ではレチクルとクエへを同時観
察できず、レチクルはレチクルアライメント用の顕微鏡
で所定の基準に対してアライメントを行ない、ウェハは
ウェハアライメント用の顕微鏡(以下「ウェハ顕微鏡」
と称す)で顕微鏡内の基準にアライメントを行なう。こ
のため、レチクルとクエへとの間に誤差要因が存在する
こととなる。しかもウェハアライメント後、ウェハのパ
ターンをレチクルの投影像と重ねるために所定の距II
(基準長)ウェハを移動しなくてはならない。したがっ
て、誤差要因を増大させる結果になる。
However, with this method, it is not possible to observe the reticle and the cross section simultaneously; the reticle is aligned to a predetermined standard using a reticle alignment microscope, and the wafer is aligned using a wafer alignment microscope (hereinafter referred to as a "wafer microscope").
(referred to as ) to perform alignment to the reference within the microscope. For this reason, an error factor exists between the reticle and the square. Moreover, after wafer alignment, a predetermined distance II is set in order to overlap the wafer pattern with the projected image of the reticle.
(Reference length) The wafer must be moved. Therefore, this results in an increase in error factors.

このように、システム誤差を含むアライメント方式を持
つ装置においては、これらの誤差要因を安定維持してい
かなくてはならない。例えば、投影レンズの光軸とアラ
イメント顕微鏡の光軸間の距離である基準長は通常数十
mmである。投影レンズとアライメント顕微鏡とを保持
している構造体を鉄系材で構成した場合には、0.1℃
の物体温度の変化で上記基準長は約0.1 μm変動す
る。あるいは、ウェハステージの位置計測にレーザ干渉
計を使用した場合、通常ステージの端面付近に取り付け
られた直線状のミラー基準で計測するため、ミラーとウ
ェハとの距離が変動するとアライメント誤差になる。こ
の距離も通常数+mmであるため、ステージの基板を鉄
系材で構成した場合には、01℃の物体温度の変化で上
記基準波長は約0.1μm変動する。すなわち、基準長
計測からアライメント計測および露光に至る一連の作業
の間に温度変動を百分台に抑えてやる必要がある。温度
制御の点から言えは、定常状態の物を安定に保つのは比
較的容易である。しかし、上記システムのように、露光
位置とアライメント位置とが離れているため、例えば、
6インチサイズのウェハを全面アライメントして露光す
るためには、ウェハステージは200〜300mm移動
することになる。その全域で、常に0.1℃以下の温度
で安定されなければならない。
In this way, in an apparatus having an alignment method that includes system errors, these error factors must be kept stable. For example, the reference length, which is the distance between the optical axis of the projection lens and the optical axis of the alignment microscope, is usually several tens of mm. When the structure holding the projection lens and alignment microscope is made of iron-based material, the temperature is 0.1°C.
The reference length changes by about 0.1 μm due to changes in object temperature. Alternatively, when a laser interferometer is used to measure the position of the wafer stage, the measurement is usually performed using a linear mirror reference attached near the end face of the stage, so variations in the distance between the mirror and the wafer will result in alignment errors. Since this distance is also usually several + mm, if the stage substrate is made of an iron-based material, the reference wavelength changes by about 0.1 μm due to a change in object temperature of 0.1° C. That is, it is necessary to suppress temperature fluctuations to within 100% during a series of operations from reference length measurement to alignment measurement and exposure. In terms of temperature control, it is relatively easy to keep things stable in steady state. However, as in the above system, since the exposure position and alignment position are far apart, for example,
In order to align and expose a 6-inch wafer over its entire surface, the wafer stage must move 200 to 300 mm. The temperature must always be stabilized at 0.1°C or less over the entire range.

一般に、この種の装置には温度制御用の空調機が付属し
、装置全体の温度安定を行なうようなシステムが組まれ
ている。例えば、装置全体を囲うような部屋を設け、そ
の天井部から温調された空気を流して床に近い場所から
リターンを取るようなシステムの場合には装置内に発熱
源がない場合には問題はないが、露光装置の場合には駆
動アクチュエータやそのドライバ等を多く持つため少な
からず発熱してしまう。その場合、風下に当たる部分は
、その熱の影響を受は少しずつ温度が上がってしまう。
Generally, this type of equipment is attached with an air conditioner for temperature control, and a system is installed to stabilize the temperature of the entire equipment. For example, in the case of a system in which a room is set up that encloses the entire device, temperature-controlled air is flowed from the ceiling, and the return is taken from a place close to the floor, problems may occur if there is no heat source inside the device. However, since an exposure apparatus has many drive actuators, their drivers, etc., a considerable amount of heat is generated. In that case, the area facing downwind will be affected by the heat and the temperature will gradually rise.

さらに、機構上あるいは構造上の問題から風の流れに対
して障害となる構造物がある場合には、それらの陰にな
る部分は風の流れのよどみ点となるため、その場に熱源
がある場合には部分的に高温となってしまう。
Furthermore, if there are structures that obstruct the flow of wind due to mechanical or structural issues, the areas shaded by these structures become stagnation points for the flow of wind, so there is a heat source there. In some cases, the temperature may become high in some parts.

そのため、しばしば使われる方式としては、特に温度安
定させる必要のある部分(例えば、ウェハステージの近
傍や投影レンズの近傍等)には別系統で温調用の空気を
流し込む手法が用いられる。
Therefore, a method often used is to flow air for temperature control through a separate system into areas where temperature stabilization is particularly required (for example, near the wafer stage or near the projection lens).

しかし、その場合でも、特にウェハステージの近傍では
、投影レンズ、フォーカス検出系、ウェハ顕微鏡等が風
の流れに対しての障害となるし、ウェハステージはウェ
ハの露光時やウェハのアライメントマークの検出時には
100mm〜数百mm移動するために、ステージの構造
物が風の流れを大きく変えることになる。また、ステー
ジ内にはウェハをXY、θZ等に動かすためにいくつか
のアクチュエータがあり、それらが熱源となり周辺の環
境を不安定にする要因となるという欠点があった。
However, even in that case, the projection lens, focus detection system, wafer microscope, etc., become obstacles to the wind flow, especially in the vicinity of the wafer stage, and the wafer stage is used for wafer exposure and detection of wafer alignment marks. Because the stage structure sometimes moves from 100 mm to several hundred mm, the wind flow changes significantly. Furthermore, there are several actuators in the stage for moving the wafer in XY, θZ, etc., which has the disadvantage of becoming a heat source and causing instability in the surrounding environment.

また、特願平1−266184号では、温調媒体の吹き
出し口に複数の個別に角度調整可能なフィンからなるル
ーバーや温調媒体の流通路上に風向および風量調整可能
なファンを設けた露光装置が提案されている。
Furthermore, in Japanese Patent Application No. 1-266184, an exposure device is equipped with a louver consisting of a plurality of individually adjustable angle fins at the temperature control medium outlet and a fan whose air direction and volume can be adjusted on the flow path of the temperature control medium. is proposed.

しかし、この方式でも風の吹出し口近くでは温度が低く
、排気近くでは温度が高くなる現象はどうしても起って
しまう。また、温度を均一になるためのフィンの調整が
むずかしいという欠点かあった。
However, even with this method, there is a phenomenon that the temperature is low near the wind outlet and high near the exhaust. Another drawback was that it was difficult to adjust the fins to make the temperature uniform.

本発明は、上述の従来例における問題点に鑑み、露光装
置を構成する各物材の温度を均一にし、第一物体として
のレチクルと第二物体としてのクエへを重ね合わせる際
に、各種の重ね合せ上の誤差要因、例えば基準長の経時
的な変化やウェハステージの配列座標の経時的な変化等
のシステム誤差を少なくし、常に高精度な重ね合せを可
能とする露光装置を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned problems in the conventional example, the present invention makes the temperature of each material constituting an exposure device uniform, and when superimposing a reticle as a first object and a square as a second object, various types of To provide an exposure apparatus that can always perform highly accurate overlay by reducing system errors such as overlay error factors, such as changes over time in a reference length and over time changes in arrangement coordinates of a wafer stage. With the goal.

[tI!Piを解決するための手段および作用]上記の
目的を達成するため、本発明は、レチクルやマスクなど
の原版上に描かれたパターンを基板搭載用ステージに載
置されたウェハなどの基板上に投影転写する露光装置に
おいて、露光装置を構成する各構成物材のうち所定の輪
材に、その輪材を加熱または冷却する手段およびその輪
材の温度を測定する手段を備えたことを特徴とする。
[tI! Means and operation for solving Pi] In order to achieve the above object, the present invention provides a method for transferring a pattern drawn on an original such as a reticle or mask onto a substrate such as a wafer placed on a substrate mounting stage. The exposure apparatus for projection transfer is characterized in that a predetermined ring material among the constituent materials constituting the exposure apparatus is equipped with means for heating or cooling the ring material and means for measuring the temperature of the ring material. do.

この加熱冷却手段および温度測定手段は、露光用光源に
対し位置移動可能なウェハ搭載用ステージ近傍の輪材お
よび投影レンズからアライメント用顕微鏡までの近傍の
輪材に備えることが望ましい。
It is desirable that the heating/cooling means and the temperature measuring means be provided in a ring near the wafer mounting stage that is movable with respect to the exposure light source and in a ring near the projection lens to the alignment microscope.

また、温度測定手段により測定された各部の温度測定結
果に基づき、前記加熱冷却手段を用いて、冬物材の温度
制御を行なうようにするとよい。
Further, it is preferable that the heating and cooling means is used to control the temperature of the winter clothing based on the temperature measurement results of each part measured by the temperature measuring means.

さらに、ウェハ搭載用ステージの位置に基づぎ、加熱冷
却手段を用いて、冬物材の温度制御を行なうようにして
もよい。
Furthermore, the temperature of the winter material may be controlled using a heating and cooling means based on the position of the wafer mounting stage.

ウェハ搭載用ステージ近傍の輪材および投影レンズから
アライメント用顕微鏡までの近傍の輪材に対して部分空
調する手段をさらに備えるようにしてもよい。
The apparatus may further include means for partially air-conditioning the ring near the wafer mounting stage and the ring near the projection lens to the alignment microscope.

[実施例] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は、本発明の第1の実施例の露光装置の概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

本実施例ではいわゆるオフアクシスアライメント型の露
光装置を例にとり示している。
In this embodiment, a so-called off-axis alignment type exposure apparatus is taken as an example.

第1図において、露光装置本体は装置空調機100に全
体を囲まれて、温調された空気で温度安定が図られてい
る。鏡筒定盤108は、投影レンズ105やウェハ顕微
鏡106等を保持しそれらの位置関係を保証している。
In FIG. 1, the main body of the exposure apparatus is entirely surrounded by an apparatus air conditioner 100, and the temperature is stabilized with temperature-controlled air. The lens barrel surface plate 108 holds the projection lens 105, the wafer microscope 106, etc., and ensures their positional relationship.

照明系101からの照明光は、不図示のプラテンにより
保持されている第1物体としてのレチクル103を照射
する。そして、レチクル103面上に形成されている電
子回路等のパターンを外筒109で囲まれている投影レ
ンズ105によって第2物体としてのウェハ1面上に投
影転写する。
Illumination light from the illumination system 101 illuminates a reticle 103 as a first object held by a platen (not shown). Then, a pattern such as an electronic circuit formed on the surface of the reticle 103 is projected and transferred onto the surface of the wafer 1 as a second object by a projection lens 105 surrounded by an outer tube 109.

レチクル103は不図示の搬送手段により変換可能とな
っている。レチクル103の下部周辺には、レチクル1
03を装置の座標系に対して正しく配置するためのレチ
クル基準マーク104が、レチクル103と僅かの間隙
を有して配置されている。レチクル103を挟んで対向
する位置にはレチクル103をレチクル基準マーク10
4に対して位置合せするためのレチクル顕微鏡102が
設けられている。なお、レチクル顕微[102の対物レ
ンズとレチクル基準マーク104は、例工ばレチクル中
心を対称に2個所設けられている。
The reticle 103 can be converted by a transport means (not shown). Around the bottom of the reticle 103, the reticle 1
A reticle reference mark 104 for correctly locating the reticle 03 with respect to the coordinate system of the apparatus is arranged with a slight gap from the reticle 103. The reticle 103 is placed at a position opposite to the reticle reference mark 10 with the reticle 103 in between.
A reticle microscope 102 is provided for alignment with respect to 4. Note that the objective lens of the reticle microscope [102 and the reticle reference mark 104 are provided, for example, at two locations symmetrically about the center of the reticle.

レチクルの位置合せは、レチクル顕微鏡102によりレ
チクル103面上に設けたセットマークとレチクル基準
マーク104との相対位置誤差を読み取り、XYθ方向
の移動可能な不図示のレチクルステージによりレチクル
103を上記セットマークと基準マーク104との相対
位置誤差が零に近づく方向に駆動させることにより行な
う、そして、相対位置誤差が所定の許容範囲以下になれ
ば終了する。
To align the reticle, a reticle microscope 102 reads the relative positional error between the set mark provided on the surface of the reticle 103 and the reticle reference mark 104, and a reticle stage (not shown) movable in the XYθ directions moves the reticle 103 to the set mark. This is performed by driving in a direction in which the relative positional error between the reference mark 104 and the reference mark 104 approaches zero, and ends when the relative positional error becomes less than a predetermined tolerance range.

一方、鏡筒定盤10Bで仕切られた空間は、部分空調機
107により装置全体の空調とは別系統で温度制御され
ている。
On the other hand, the temperature of the space partitioned by the lens barrel surface plate 10B is controlled by a partial air conditioner 107 in a separate system from the air conditioning of the entire apparatus.

投影レンズ105の近傍にウェハアライメント顕微鏡1
06が配置されている。ウェハ1は回転方向および上下
方向に移動可能なウェハチャック8に真空吸着されて保
持されており、ウェハチャック8はステージ板3に保持
され、ステージ板3はステージ基板7の上をXY方向に
移動可能となるように構成されている。
A wafer alignment microscope 1 is installed near the projection lens 105.
06 is placed. The wafer 1 is vacuum-adsorbed and held by a wafer chuck 8 that is movable in the rotational direction and vertical direction, and the wafer chuck 8 is held by a stage plate 3, which moves on a stage substrate 7 in the X and Y directions. It is configured so that it is possible.

ウェハ1には前工程までの複数ショットで構成されたパ
ターンが形成されていて、感光剤が塗布されている。各
ショットには、例えばショット中心を対称に2111所
ウエハアライメント用のマーク(以下FAAマーク」と
称す)が設けられている。ウェハ1は、不図示のプリア
ライメント機構により、外形基準でXY方向および回転
方向の位置合せを行なった後、不図示の搬送手段により
ウェハチャック8上に搬入される。ステージ板3をXY
に移動して、予め選んでおいたショットの各AAマーク
を順にウェハ顕微鏡106の検出領域内に送り込み、同
時にウェハチャツク8を上下方向に移動することで、ウ
ェハ顕微鏡106の焦点位置にパターン面を持ってきて
、マークの顕微鏡光軸からのズレ量とそのときのXYス
テージの座標から、ウェハ上の各ショットの顕微鏡光軸
に対する位置を計算し、位置合せする。そして、予め計
測しておいた基準長(すなわち、投影レンズ光軸とウェ
ハ顕微鏡光軸との距m)だけ正確にXYステージを移動
して露光することにより、前工程までに形成されたパタ
ーンに位置合せされたレチクル投影像が転写される。
A pattern made up of a plurality of shots up to the previous process is formed on the wafer 1, and a photosensitive agent is applied thereto. Each shot is provided with, for example, 2111 wafer alignment marks (hereinafter referred to as FAA marks) symmetrically about the shot center. After the wafer 1 is aligned in the XY direction and rotational direction based on the external shape by a pre-alignment mechanism (not shown), it is carried onto the wafer chuck 8 by a transport means (not shown). Stage board 3 XY
, and send each AA mark of the pre-selected shot into the detection area of the wafer microscope 106 in order, and at the same time move the wafer chuck 8 vertically to bring the pattern surface to the focal position of the wafer microscope 106. Then, the position of each shot on the wafer with respect to the microscope optical axis is calculated and aligned based on the amount of deviation of the mark from the microscope optical axis and the coordinates of the XY stage at that time. Then, by accurately moving the XY stage by a pre-measured reference length (that is, the distance m between the optical axis of the projection lens and the optical axis of the wafer microscope) and performing exposure, the pattern formed up to the previous process is The aligned reticle projection image is transferred.

第2図は、第1図の露光装置のクエハステージ周りの平
面図である。第2図において、ウェハ1を搭載したステ
ージ板3の端部にはXY各々の方向の位置座標検出のた
めの光学ミラー2と、該光学ミラー2に光束を入射させ
るためのレーザ干渉測長器(以下「干渉計」と称す)5
が配置されている。そして、二つの干渉計5の出力に基
づき、位置検出処理部6はウェハステージの位置そして
ウェハ1のXY位置座標を算出する。ウェハ1の位置決
めは、位置検出処理部6により算出されたウェハ1の座
標が所定の位置座標に合致するようにモータ4の駆動を
制御することにより行なわれる。
FIG. 2 is a plan view of the area around the wafer stage of the exposure apparatus shown in FIG. In FIG. 2, at the end of the stage plate 3 on which the wafer 1 is mounted, there is an optical mirror 2 for detecting position coordinates in each of the X and Y directions, and a laser interference length measuring device for making a light beam incident on the optical mirror 2. (hereinafter referred to as "interferometer")5
is located. Then, based on the outputs of the two interferometers 5, the position detection processing unit 6 calculates the position of the wafer stage and the XY position coordinates of the wafer 1. Positioning of the wafer 1 is performed by controlling the drive of the motor 4 so that the coordinates of the wafer 1 calculated by the position detection processing section 6 match predetermined position coordinates.

空調エアーは、吹き出しダクト10と流量制御弁15、
フィルター11を通り、吹き出し側ルーパー12に到達
する。吹き出し側ルーパー12の複数個のフィン50の
角度により空調エアーの方向は変えられ、図中エアー流
れ方向矢印30のように流れる。ウェハ1、光学ミラー
2、ステージ板3等を流れた空調エアーは、排気側ルー
バー13を通り排気ダクト14から排気される。
Conditioned air is supplied through a blowout duct 10 and a flow control valve 15,
It passes through the filter 11 and reaches the blowout side looper 12. The direction of the conditioned air is changed depending on the angle of the plurality of fins 50 of the blow-off side looper 12, and the air flows as shown by the air flow direction arrow 30 in the figure. Conditioned air that has flowed through the wafer 1, optical mirror 2, stage plate 3, etc. passes through the exhaust side louver 13 and is exhausted from the exhaust duct 14.

ここで、ステージ板3が移動すると、発熱源である例え
ばモータ4の熱のステージ板3等への伝達が変化したり
、ウェハ1と光学ミラー2の距離や基準長等が変化して
しまう。また、空調エアー自体によっても、位置によっ
て温度の高い部分と低い部分が出てくる。
Here, if the stage plate 3 moves, the transmission of heat from a heat generation source, such as the motor 4, to the stage plate 3 etc. changes, and the distance, reference length, etc. between the wafer 1 and the optical mirror 2 change. Also, depending on the location of the conditioned air itself, there will be areas where the temperature is high and areas where the temperature is low.

空調エアーの方向、温度、流量を変えて、輪材の温度を
制御することは難しく、特に障害物がある場合には細か
い制御ができない。
It is difficult to control the temperature of the ring by changing the direction, temperature, and flow rate of the conditioned air, and especially when there are obstacles, detailed control is not possible.

第3図は、温度制御かどのように行なわれているかを説
明するために第2図を簡略化し、温度制御をするための
基本的構成を示した概略図である。
FIG. 3 is a simplified diagram of FIG. 2 to explain how temperature control is performed, and is a schematic diagram showing the basic configuration for temperature control.

センサ20はステージ板3上のA、B、C,Dの位置に
設置され、ベルチェ素子21はステージ板3上のa、b
、c、dの位置に設置されている。
The sensors 20 are installed at positions A, B, C, and D on the stage plate 3, and the Bertier elements 21 are installed at positions a, b on the stage plate 3.
, c, and d.

CPU201は、ステージ3の駆動、〜センサ20から
の温度の読み込み、並びにベルチェ素子21の発熱およ
び吸熱を行なわせる。
The CPU 201 drives the stage 3, reads the temperature from the sensor 20, and causes the Vertier element 21 to generate and absorb heat.

’$4図は、ステージ板3上の温度分布の一例を示すグ
ラフである。A、B、C,D、a、bc、dは第3図の
各位置に対応している。第4図のグラフは、第3図のス
テージ板3で左下の温度が低く、右上の温度が高いこと
を示している。
'$4 Figure is a graph showing an example of the temperature distribution on the stage plate 3. A, B, C, D, a, bc, and d correspond to each position in FIG. The graph in FIG. 4 shows that the temperature at the lower left of the stage plate 3 in FIG. 3 is low and the temperature at the upper right is high.

温度制御の具体的な方式を上記の第1〜4図の実施例を
基に説明する。
A specific method of temperature control will be explained based on the embodiments shown in FIGS. 1 to 4 above.

まず、CPU201は位置A、B、C,D各点のセンサ
20からそれぞれの点の温度を知る。ここでは第4図の
グラフからA点の温度は目標温度よりも低く、B、D点
の温度は目標温度と同しで、0点の温度は目標温度より
も高い。これらの情報に基づき、CPU201はステー
ジ板3全体の温度を目標温度にするために、位置a、b
First, the CPU 201 learns the temperature at each point from the sensors 20 at each point A, B, C, and D. Here, from the graph of FIG. 4, the temperature at point A is lower than the target temperature, the temperatures at points B and D are the same as the target temperature, and the temperature at point 0 is higher than the target temperature. Based on this information, the CPU 201 adjusts the positions a and b in order to bring the temperature of the entire stage plate 3 to the target temperature.
.

c、d各点のベルチェ素子21を制御する。The Vertier elements 21 at each point c and d are controlled.

すなわち、a、d点のベルチェ素子21を発熱とし、b
、c点のベルチェ素子21を吸熱とする。このように、
A、B、C,D各点のセンサ20の測定値が目標温度に
なるように、CPU201は各ベルチェ素子21を制御
する。温度センサ20で各部の温度を測定して、ベルチ
ェ素子21の発熱および吸熱量を制御することにより、
ステージ板3全体の温度を均一にすることができる。
That is, let the Bertier elements 21 at points a and d generate heat, and b
, the Bertier element 21 at point c is endothermic. in this way,
The CPU 201 controls each Vertier element 21 so that the measured value of the sensor 20 at each point A, B, C, and D becomes the target temperature. By measuring the temperature of each part with the temperature sensor 20 and controlling the amount of heat generation and heat absorption of the Bertier element 21,
The temperature of the entire stage plate 3 can be made uniform.

なお、センサ20やベルチェ素子21は色々な所へ点在
させることができ、それぞれを個別に温度を制御するこ
とができ、物体の温度をたやすく一定にすることができ
る。また、直接物体に接しているため、輪材の温度変化
に早く対応することができる。
Note that the sensor 20 and the Vertier element 21 can be scattered at various locations, and the temperature of each can be controlled individually, so that the temperature of the object can be easily kept constant. In addition, since it is in direct contact with the object, it can quickly respond to temperature changes in the ring material.

また、制御方式としては、上記の実施例のように温度セ
ンサ20によって温度を測定してベルチェ素子21を制
御するだけに限らない。例えは、ステージの位置に応じ
てあらかじめ分る温度変化に対しては、そのステージの
位置に応じてベルチェ素子21を制御するようにしても
よい。
Further, the control method is not limited to measuring the temperature with the temperature sensor 20 and controlling the Vertier element 21 as in the above embodiment. For example, in response to a temperature change that is known in advance depending on the position of the stage, the Vertier element 21 may be controlled according to the position of the stage.

ベルチェ素子21X独での温度制御も考えられるが、装
置内のモータ、ドライバ等の発熱源によって、装置内の
空気が上がるのを抑えるために、部分空調と併用するの
が望ましい。
Temperature control using the Bertier element 21X alone may be considered, but it is desirable to use it in combination with partial air conditioning in order to prevent the air inside the device from rising due to heat sources such as the motor and driver within the device.

また、温度を目標温度に保つことが難しい場合、温度を
均一に保つようにし、温度のズレによって基準長が変化
した分は、基準長を再計測したり、あるいはソフト的に
基準長を補正してもよい。
In addition, if it is difficult to maintain the temperature at the target temperature, try to keep the temperature uniform, and if the reference length changes due to temperature deviation, remeasure the reference length or correct the reference length using software. It's okay.

さらに、上記の実施例ではベルチェ素子21を使って温
度の制御を行なったが、冷水、温水、冷風、温風、また
はヒータ等で温度を制御してもよい。
Further, in the above embodiment, the temperature was controlled using the Bertier element 21, but the temperature may be controlled using cold water, hot water, cold air, hot air, a heater, or the like.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、例えはステージ
近傍の輪材と投影レンズからアライメント用顕微鏡まで
の近傍の輪材に温度を測定する手段と温度を上下に変え
る手段を設けているので、それら輪材の温度を均一にし
、第−物としてのレチクルと第二輪材としてのクエへを
重ね合わせる際の、各種の重ね合せ上の誤差要因、例え
は基準長の経時的な変化やウェハステージの配列座標の
経時的な変化等のシステム誤差を少なくし、常に高精度
な重ね合せができる効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, for example, a means for measuring the temperature of a ring near the stage and a ring near the projection lens to the alignment microscope and a means for changing the temperature up or down are provided. Since the temperature of the rings is made uniform, various error factors in overlaying, such as the reference length, can be avoided when overlapping the reticle as the first object and the square as the second ring material. This has the effect of reducing system errors such as changes over time and changes in the arrangement coordinates of the wafer stage over time, and allows highly accurate overlaying at all times.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

′s1図は、本発明の一実施例に係る露光装置の概略図
、 第2図は、クエハステージ周りの平面図、第3図は、温
度制御するための基本的構成を示す概略図、 ip、4図は、ステージ板上での温度分布の一例を示す
グラフである。 :ウエハ、 :光学ミラー :ステージ板、 ・ステージ用モータ、 :干渉計、 :レーザ干渉計の位置検出処理部、 2:吹き出し側ルーバー 3:排気側ルーバー 5:流量制御弁、 0:温度センサ、 1:ベルチェ素子、 01:CPU。
Figure 's1 is a schematic diagram of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of the area around the Quartz stage, and Figure 3 is a schematic diagram showing the basic configuration for temperature control. ip, Figure 4 is a graph showing an example of temperature distribution on the stage plate. : Wafer, : Optical mirror: Stage plate, Stage motor, : Interferometer, : Laser interferometer position detection processing unit, 2: Blowout side louver 3: Exhaust side louver 5: Flow rate control valve, 0: Temperature sensor, 1: Beltier element, 01: CPU.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)原版上に描かれたパターンを基板搭載用ステージ
に載置された基板上に投影転写する露光装置において、 該露光装置を構成する各構成物材のうち所定の物材に、
該物材を加熱または冷却する手段および該物材の温度を
測定する手段を備えたことを特徴とする露光装置。
(1) In an exposure device that projects and transfers a pattern drawn on an original onto a substrate placed on a substrate mounting stage, a predetermined material among the constituent materials constituting the exposure device,
An exposure apparatus characterized by comprising means for heating or cooling the material and means for measuring the temperature of the material.
(2)前記加熱冷却手段および温度測定手段が、露光用
光源に対し位置移動可能なウェハ搭載用ステージ近傍の
物材および投影レンズからアライメント用顕微鏡までの
近傍の物材に備えられた請求項1に記載の露光装置。
(2) Claim 1, wherein the heating/cooling means and the temperature measuring means are provided on an object near a wafer mounting stage movable with respect to an exposure light source and an object near a projection lens to an alignment microscope. The exposure apparatus described in .
(3)前記温度測定手段により測定された各部の温度測
定結果に基づき前記加熱冷却手段を用いて各物材の温度
制御を行なう手段を備えた請求項1または2に記載の露
光装置。
(3) The exposure apparatus according to claim 1 or 2, further comprising means for controlling the temperature of each material using the heating and cooling means based on the temperature measurement results of each part measured by the temperature measuring means.
(4)前記ウェハ搭載用ステージの位置に基づき前記加
熱冷却手段を用いて各物材の温度制御を行なう手段を備
えた請求項1または2に記載の露光装置。
(4) The exposure apparatus according to claim 1 or 2, further comprising means for controlling the temperature of each material using the heating and cooling means based on the position of the wafer mounting stage.
(5)前記ウェハ搭載用ステージ近傍の物材および投影
レンズからアライメント用顕微鏡までの近傍の物材に対
して部分空調する手段を備えた請求項1、2、3または
4に記載の露光装置。
(5) The exposure apparatus according to claim 1, further comprising means for partially air-conditioning objects near the wafer mounting stage and objects near the projection lens to the alignment microscope.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684753A (en) * 1992-09-04 1994-03-25 Nikon Corp Exposing method
JP2010238986A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Nikon Corp Exposure apparatus and device manufacturing method

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JP2010238986A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Nikon Corp Exposure apparatus and device manufacturing method

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