JPH0422118A - Semiconductor aligner - Google Patents
Semiconductor alignerInfo
- Publication number
- JPH0422118A JPH0422118A JP2125377A JP12537790A JPH0422118A JP H0422118 A JPH0422118 A JP H0422118A JP 2125377 A JP2125377 A JP 2125377A JP 12537790 A JP12537790 A JP 12537790A JP H0422118 A JPH0422118 A JP H0422118A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- space
- temperature
- air
- reticle
- chamber
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 8
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 244000201986 Cassia tora Species 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- NCAIGTHBQTXTLR-UHFFFAOYSA-N phentermine hydrochloride Chemical compound [Cl-].CC(C)([NH3+])CC1=CC=CC=C1 NCAIGTHBQTXTLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明はIC,LSI等の半導体素子の製造に使用され
る露光装置に閘し、特に繰り返し露光装置(ステッパ)
を対象とし、その重ね合せ性能(アライメント)向上の
ための温調機構に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to an exposure apparatus used in the manufacture of semiconductor devices such as ICs and LSIs, and particularly to a repetitive exposure apparatus (stepper).
The present invention relates to a temperature control mechanism for improving overlay performance (alignment).
[従来の技術]
半導体装置(素子)は近年ますます微細化、高集積化さ
れている。微細化を進めるD−RAM(ダイナミック・
ランタム・アクセス・メモリ)ではすてに商品レベルて
サブミクロンの領域に入っており、研究レベルではハー
フミクロン(05μm)以下のパターンニングか議論さ
れている。[Background Art] Semiconductor devices (elements) have become increasingly finer and more highly integrated in recent years. D-RAM (dynamic
Random access memory) has already entered the submicron range at the product level, and at the research level, patterning of half a micron (05 μm) or less is being discussed.
256に−DRAM時代に開発されたステッパと呼ばれ
る露光装置は1M〜4MDRAMの生産における主力機
種である。256 - An exposure device called a stepper, which was developed in the DRAM era, is the main model in the production of 1M to 4M DRAMs.
微細化については、重ね合わせ精度か解像力と同等に重
要であり、その要求精度は解像力の1/3〜115程度
とされている。Regarding miniaturization, overlay accuracy or resolution is equally important, and the required accuracy is said to be about 1/3 to 115 of the resolution.
重ね合わせ精度は大きく2つの要素に分離できる。1つ
はアライメント成分てあり、もう1つは倍率、デイスト
−ジョン成分である。Overlay accuracy can be broadly divided into two elements. One is an alignment component, and the other is a magnification and distortion component.
オフアクシスアライメントシステムをもつステッパでは
TTLアライメントシステムか主流になっている。ステ
ッパのアライメントシステムを分類すると以下の3つに
なる。第一はTTLON AXISシステムでありア
ライメント光力−露光光と同一てレチクルとウェハを同
時に観察できるのか特長である。第二はTTL NO
N AXISシステムでありアライメント光は露光光
と異なるか投影レンズ光か通る。レチクルとヴエノλの
同時観察は困難である。第三はオファクシスジステムで
あり投影レンズとは全く別にアライメント顕微鏡か配置
される。この中でオフアクシス方式のステッパは、レチ
クルとウエノ\の相対位置合わせにおいて間接誤差因子
か多くまたアライメントから露光に至る時間および移動
距離か長いため、誤差成分の経時変化か犬きく、高い重
ね合わせ精度が得られない。The mainstream of steppers with off-axis alignment systems is TTL alignment systems. Stepper alignment systems can be classified into the following three types. The first is the TTLON AXIS system, which has the advantage of being able to simultaneously observe the reticle and wafer using the same alignment light and exposure light. The second is TTL NO
Since it is a N AXIS system, the alignment light is different from the exposure light or passes through the projection lens. Simultaneous observation of the reticle and veno λ is difficult. The third type is the ophaxis system, in which an alignment microscope is placed completely separate from the projection lens. Among these, off-axis steppers have many indirect error factors in the relative positioning of the reticle and the wafer, and the time and travel distance from alignment to exposure are long. Accuracy cannot be obtained.
方解像力の方は(Re=kX (λ÷NA))なるレイ
リーの式に基つき、露光波長をg線(43snm)に固
定したまま投影レンズの開口数(NA)を大きくして解
像力の向上を図ってきた。しかしこれもレイリーの式(
DOF=±λ/NA2.)で明らかなようにNAの増加
と共に焦点深度か減少し、他方投影レンズの設計、製造
にも限界があり微細化のためには露光波長を短くせざる
を得ない。現在i線(365nm)ステッパは実用化さ
れ、ざらにKrFエキシマレーサ(248nm)を光源
とするエキシマステッパか開発されている。The horizontal resolution is based on Rayleigh's formula (Re = k I have been trying to However, this is also Rayleigh's equation (
DOF=±λ/NA2. ), as the NA increases, the depth of focus decreases, and on the other hand, there are limits to the design and manufacture of projection lenses, and the exposure wavelength must be shortened for miniaturization. Currently, an i-line (365 nm) stepper is in practical use, and an excimer stepper using a KrF excimer laser (248 nm) as a light source is being developed.
しかしKrFエキシマレーサ(248nm)の光を通す
硝材は、わずかに石英とホタル石に限られており露光波
長以外の光に対する色収差補正か設計上で非常に困難で
ある。However, the glass materials that allow the light of the KrF excimer laser (248 nm) to pass through are limited to quartz and fluorite, and it is extremely difficult to correct chromatic aberration for light other than the exposure wavelength in terms of design.
第4図(a)、(b)はg線レンズとエキシマ用石英単
一硝材レンズの軸上色収差特性を示している。横軸は波
長、縦軸は軸上色収差を示しである。g線レンズの場合
、通常は硝材の組合わせによって目標とする波長におい
て特性曲線かゼロ慌て接するように設計をすることかて
きる[第4図(a)の2013゜一方エキシマレンズに
おいては硝材の自由度かないために目標波長の1点てク
ロスするほぼ直線になってしまう[第4図(b)の20
2]。g線レンズに対しアライメント光としてたとえば
HeNeレーサ(633nm)を選択した場合、軸上色
収差はおよそ十数μmであるのに対し、エキシマレンズ
に非露光アライメント光として例えばArレーサ(50
0nm)を選んだとしてもその軸上色収差はmmのオー
ダーにも達してしまうことになる。この現実から軸上色
収差特性曲線を改良出来ない限りエキシマレンズ(ステ
ッパ)における非露光アライメントシステムは実現困難
である。FIGS. 4(a) and 4(b) show the longitudinal chromatic aberration characteristics of a g-line lens and a single quartz lens for excimer. The horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents longitudinal chromatic aberration. In the case of a g-line lens, it is usually possible to design a combination of glass materials so that the characteristic curve approaches zero at the target wavelength [2013° in Figure 4 (a)] On the other hand, in excimer lenses, the combination of glass materials Since there are no degrees of freedom, the line becomes almost a straight line that crosses at one point of the target wavelength [20 in Figure 4(b).
2]. If, for example, a HeNe laser (633 nm) is selected as the alignment light for a g-line lens, the axial chromatic aberration is about 10-odd μm.
Even if 0 nm) is selected, the axial chromatic aberration will reach the order of mm. From this reality, it is difficult to realize a non-exposure alignment system for excimer lenses (steppers) unless the axial chromatic aberration characteristic curve can be improved.
このλ3.識に基つきオフアクシス方式のアライメント
システムの前述の欠点に対する改良案か本出願人による
特願昭63−115534号等で提案されている。This λ3. Improvements to the above-mentioned drawbacks of off-axis type alignment systems based on knowledge have been proposed in Japanese Patent Application No. 115534/1983 by the present applicant.
方、前述の倍率、デイスト−ジョン成分は主として投影
レンズの性能に係わる問題であり、この経時変化は投影
レンズの置かれる環境の経時変化かその主たる誤差要因
である。On the other hand, the above-mentioned magnification and distortion components are mainly problems related to the performance of the projection lens, and this change over time is the main error factor due to the change over time in the environment in which the projection lens is placed.
これは、空気の大気圧および湿度の変化により空気の屈
折率か変わること、温度変化によりレンズ硝材の屈折率
か変わること、およびレンズ鏡筒の熱膨張によるレンズ
の空気間隔か変わることに起因している。またこれは、
投影レンズの焦点位置変化を引き起こすことでもよく知
られている。This is because the refractive index of the air changes due to changes in the atmospheric pressure and humidity of the air, the refractive index of the lens glass material changes due to temperature changes, and the air gap between lenses changes due to thermal expansion of the lens barrel. ing. Also, this is
It is also well known for causing changes in the focal position of the projection lens.
第3図に従来のステッパの構成を示す。1はホト原版(
以下レチクルまたはマスク)、2は半導体基板(以下ウ
ェハ)である。露光光源3oから出た光束39か目明光
学系3を通ってレチクル1を照明するとき、投影レンズ
4によりレチクル上のパターンをウェハ上の感光層に転
写することかできる。照明光学系において、ミラー3】
により上方に向けられた光束は、フライアイレンズ33
、コンデンサレンズ34a、34b、ミラー35を経て
マスキング結像面に至る。36はマスキングプレートで
あり、37a、37bはマスキング結像レンズである。FIG. 3 shows the configuration of a conventional stepper. 1 is the photo original (
2 is a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a wafer). When the light beam 39 emitted from the exposure light source 3o passes through the optical system 3 to illuminate the reticle 1, the pattern on the reticle can be transferred to the photosensitive layer on the wafer by the projection lens 4. In the illumination optical system, mirror 3]
The light beam directed upward by the fly eye lens 33
, condenser lenses 34a, 34b, and mirror 35 to reach the masking image plane. 36 is a masking plate, and 37a and 37b are masking imaging lenses.
レチクル1はレチクルを保持、移動するためのレチクル
ステージ11により支持されている。ウェハ2はウェハ
チャック21により真空吸着された状態で露光される。The reticle 1 is supported by a reticle stage 11 for holding and moving the reticle. The wafer 2 is exposed to light while being vacuum-adsorbed by the wafer chuck 21.
ウェハチャックはウェハステージ5により各軸方向に移
動可能である。ウェハステージ5はステージ定盤50に
支持されている。ウェハステージ5は従来技術によるY
ステージ51、Xステージ52の上に例えば3木の圧電
素子(ビニゾ素子)53によるレベリングと2の微動ス
テージ54が、さらにその上に回転(θ)微動ステージ
55、上下(Z)tla動スデステージ56成される。The wafer chuck is movable in each axis direction by the wafer stage 5. The wafer stage 5 is supported by a stage base 50. The wafer stage 5 is Y according to the conventional technology.
On the stage 51 and the X stage 52, for example, there are leveling by three piezoelectric elements (Vinizo elements) 53 and two fine movement stages 54, and above them, a rotation (θ) fine movement stage 55, and a vertical (Z) tra movement stage 56. will be accomplished.
ウェハチャック21はZ微動ステージ56の上に載置さ
れる。レベリングと2の微動ステージ54の上にはまた
ウェハステージ系の位置座標の基準となるミラー57が
X、Y方向それぞれに載置されており、レーザ干渉測長
器58からのヒームを反射することてウェハステージの
位置や走行距離を知ることかできる。59は光信号を電
気信号に変換するレシーバである。The wafer chuck 21 is placed on the Z fine movement stage 56. On top of the leveling and second fine movement stage 54, mirrors 57 are placed in each of the X and Y directions, which serve as a reference for the position coordinates of the wafer stage system, and reflect the beam from the laser interferometer 58. It is possible to know the position and travel distance of the wafer stage. 59 is a receiver that converts an optical signal into an electrical signal.
レチクル1の上側にはレチクル光学系6か配置される。A reticle optical system 6 is arranged above the reticle 1.
レチクル光学系は2本の対物レンズ系60を持つ双眼の
光学系であり、レチクル上のターケラトマークをCCD
61て観察することにより、レチクルの位置ずれ量を検
出することを可能にしている。The reticle optical system is a binocular optical system with two objective lens systems 60, and the CCD marks on the reticle.
61, it is possible to detect the amount of positional deviation of the reticle.
ウェハステージ5の上方、投影レンズ4に隣接してオフ
アクシス顕微鏡7か配置されている。オフアクシス顕微
鏡7は非露光光(白色光)を扱う単眼の顕微鏡であり、
内部の基準マーク70とウェハ上のアライメントマーク
との相対位置検出を行なうのか主たる役割である。対物
レンズ71、リレーレンズ72はウェハパターンを拡大
投影して結像面74に投影する。エレクタ−レンズ77
と78は両者か光軸上に挿入された時は低倍エレクタ−
レンズとして、78か退去したとき裏倍エレクタとして
働き、結像面74の空中像をCCD79の受光面に投影
する。25は不図示の光源から光を導く光ファイバであ
り、照明レンズ26、ビームスプリッタ73を介してウ
ェハの照明光となる。同様に27は不図示の光源から光
を導く光ファイバであり、照明レンズ28を介して基準
マーク70を照明する。ビームスプリッタ75は、基準
マーク70のパターン面と結像面74か同じ光路長とな
るよう配置されており従って基準マークもまたエレクタ
77.78によりCCD79の受光面に投影結像される
。An off-axis microscope 7 is arranged above the wafer stage 5 and adjacent to the projection lens 4. The off-axis microscope 7 is a monocular microscope that handles non-exposure light (white light).
Its main role is to detect the relative position between the internal reference mark 70 and the alignment mark on the wafer. The objective lens 71 and the relay lens 72 enlarge and project the wafer pattern onto an imaging plane 74 . erector lens 77
and 78 are low magnification erectors when both are inserted on the optical axis.
As a lens, when the lens 78 is withdrawn, it functions as a back magnification erector and projects an aerial image of the imaging surface 74 onto the light receiving surface of the CCD 79. Reference numeral 25 denotes an optical fiber that guides light from a light source (not shown), which illuminates the wafer via an illumination lens 26 and a beam splitter 73. Similarly, 27 is an optical fiber that guides light from a light source (not shown), and illuminates the reference mark 70 via an illumination lens 28. The beam splitter 75 is arranged so that the pattern surface of the reference mark 70 and the imaging surface 74 have the same optical path length, so that the reference mark is also projected and imaged onto the light receiving surface of the CCD 79 by the erectors 77 and 78.
チャンバ8内では、機械室80内にある冷却器81aお
よび再熱ヒータ82aにより温度調節された空気か、送
風機86aにより単数または複数の清浄フィルタ84a
を介してチャンバ8内に供給され、本装置の置かれる環
境温度を一定に保ち、かつ空気を清浄に保つことを可能
にしている。制御回路9は前述の各構成要素をコントロ
ールするために用いられる。CPU91は定められたシ
ーケンスソフトに従って各要素に指令を出し、また各要
素からの、データを判断して次の手順を決める。演算回
路92は主にステージ座標やオフアクシス顕微鏡の検出
結果などからレチクルとウェハの相対位置を算出するな
と高速性と高精度を要求される演算処理に用いられ、記
憶回路93はそれら測定データや7寅算デークを記憶、
9するために用いられる。またチャンバ8内には、これ
らステッパ本体に隣接して周辺装置であるレチクルライ
ブラリー100やウェハキャリアニレへ、−タ10か配
置され、必要なレチクルやウェハはしチクル搬送装置1
20およびウェハ搬J装置130によフてステッパ本体
に搬送される。す上か従来のステッパの概略構成である
。Inside the chamber 8, air whose temperature has been adjusted by a cooler 81a and a reheat heater 82a in the machine room 80 is used, or one or more cleaning filters 84a are supplied by a blower 86a.
The air is supplied into the chamber 8 through the air, making it possible to keep the temperature of the environment where the device is placed constant and to keep the air clean. A control circuit 9 is used to control each of the above-mentioned components. The CPU 91 issues commands to each element according to predetermined sequence software, and also judges data from each element to determine the next procedure. The calculation circuit 92 is mainly used for calculation processing that requires high speed and high accuracy, such as calculating the relative position of the reticle and wafer from stage coordinates and detection results of an off-axis microscope, and the storage circuit 93 stores these measurement data. I remember 7 Tora calculation deku,
9. Further, in the chamber 8, a reticle library 100 and a wafer carrier 10, which are peripheral devices, are arranged adjacent to the main body of the stepper.
20 and the wafer transport device 130, the wafer is transported to the stepper main body. This is a schematic configuration of a conventional stepper.
[発明か解決しようとする課題]
ステッパ本体にはウェハステージやレチクルステージを
駆動するアクチュエータや露光光源等の発熱源を各部に
内蔵しており、上記従来例て述へたように空調用チャン
バ8にステッパ本体を入れたとしても、空間的な温度む
らは避けられない。[Problems to be Solved by the Invention] The stepper body has heat sources such as actuators for driving the wafer stage and reticle stage and an exposure light source built-in in various parts, and as described in the conventional example above, the stepper body has built-in heat sources such as actuators for driving the wafer stage and reticle stage, and the air conditioning chamber 8 as described in the conventional example above. Even if the stepper body is placed in the room, spatial temperature unevenness cannot be avoided.
清浄フィルタ84aから供給された一足温度の空気は、
下流に行くに従って点在する発熱源の影響を受け、温度
上昇とともに対流による揺らきが発生し、その温度安定
性も劣化する。The air at a certain temperature supplied from the clean filter 84a is
As it goes downstream, it is affected by scattered heat sources, and as the temperature rises, fluctuations due to convection occur, and the temperature stability also deteriorates.
実際に計測したところでは、清浄フィルタ出口で23℃
±0.03℃に温調された空気か、下流では24℃±0
.5℃にも劣化した。また空気の上流で発生したごみが
、下流に行くにつれて集積され、空間の清浄度を悪化さ
せる。According to actual measurements, it was 23℃ at the outlet of the clean filter.
Air temperature controlled to ±0.03℃ or 24℃±0 downstream
.. The temperature deteriorated to 5°C. Further, the dust generated upstream of the air accumulates as it goes downstream, deteriorating the cleanliness of the space.
ところが従来例で述べたように、オフアクシスアライメ
ントシステムは、アライメントから露光に至る時間が長
く、アライメントから露光に至る移動距離も長いため、
誤差成分の経時変化が犬ぎく、結果的に高い重ね合わせ
精度が得られなかフた。この誤差成分の経時変化は、環
境の温度変動に起因するところが大きい。例えば第3図
において、オフアクシス顕微鏡7の対物レンズ71と投
影1/ンズ4の光軸中心間の距11tLの値には、これ
らを固定している部材の熱膨張による伸長や、ウェハス
テージ5の測距基準となる基準ミラー57を固定してい
る微動ステージ54の熱膨張による基準ミラー57の位
置変化等の誤差成分か含まれている。熱膨張による誤差
量は、対象となる部材の材質が低膨張合金網の場合で2
ppm/℃、アルミナセラミックスの場合で7ppm/
lであり、これら部材の長さが200mmの場合には、
その膨張量はそれぞれ0.4μm / t、14μm
/ ’Cとなり、要求されるアライメント精度に対して
無視てきない値となる。However, as mentioned in the conventional example, off-axis alignment systems require a long time from alignment to exposure, and a long travel distance from alignment to exposure.
The error component changed over time, and as a result, high overlay accuracy could not be obtained. This change in error component over time is largely due to environmental temperature fluctuations. For example, in FIG. 3, the value of the distance 11tL between the optical axis center of the objective lens 71 of the off-axis microscope 7 and the projection 1/lens 4 depends on the elongation due to thermal expansion of the members fixing them and the wafer stage 5. This includes error components such as changes in the position of the reference mirror 57 due to thermal expansion of the fine movement stage 54 that fixes the reference mirror 57, which serves as a distance measurement reference. The amount of error due to thermal expansion is 2 when the material of the target member is a low expansion alloy mesh.
ppm/℃, 7ppm/℃ for alumina ceramics
l, and the length of these members is 200 mm, then
The expansion amount is 0.4 μm/t and 14 μm, respectively.
/'C, which is a value that cannot be ignored for the required alignment accuracy.
また投影レンズ4の性能にしても、例えは石英硝材の温
度に対する屈折率変化は、153×10−6/℃であり
、この値は投影レンズの個々の性質により変わってくる
が、焦点位置変化としては4〜8μm / ’Cに相当
し、倍率やデイスト−ジョンも大きく変化する。Regarding the performance of the projection lens 4, for example, the refractive index change of quartz glass material with respect to temperature is 153 x 10-6/°C, and although this value varies depending on the individual properties of the projection lens, the focal position change This corresponds to 4 to 8 μm/'C, and the magnification and distortion also vary greatly.
以上のことより、従来のチャンバによる空調方式では安
定した重ね合わせ精度を得ることは出来ず、むしろ劣化
させるという欠点があった。From the above, the conventional air-conditioning system using a chamber has the disadvantage that stable overlay accuracy cannot be obtained, but rather deteriorates it.
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、温度変動による露光装置の精度劣化を防止した空調
方式の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an air conditioning system that prevents deterioration of the precision of an exposure apparatus due to temperature fluctuations.
[課題を解決するための手段および作用]前記目的を達
成するため、本発明は環境の空間的な温度ムラや時間的
な温度安定性か、重ね合わせ精度に大きく影響する各部
分を個々の独立した空間として仕切り、これら独立した
個々の空間をそれぞれ独立して空調することにより、こ
れら個々の空間の温度制御精度を向上させる。[Means and effects for solving the problem] In order to achieve the above object, the present invention solves the problem of spatial temperature unevenness in the environment, temporal temperature stability, and individual parts that greatly affect overlay accuracy. The temperature control accuracy of these individual spaces is improved by partitioning them into separate spaces and air-conditioning each of these independent spaces independently.
[実施例]
第1図に本発明の実施例を示す。第1図において8はチ
ャンバ、80は空気の温度調節を行なうところの機械室
、8fa、81b、8ICは機械室80内に配置されて
いる冷却器、82a、82b、82cは再熱ヒータ、8
6a、86b、86Cは送風機、84a、84b、84
c、84dは空気清浄フィルタ、85a、85b、85
cは温度センサ、87a、87b、87cはチャンバ8
内の空間を分離する分離壁、88a、88b、88cは
機械室80て温度調節された空気をチャンバ8内に供給
する供給タクト、89a、89b。[Example] FIG. 1 shows an example of the present invention. In FIG. 1, 8 is a chamber, 80 is a machine room where air temperature is adjusted, 8fa, 81b, and 8IC are coolers arranged in the machine room 80, and 82a, 82b, and 82c are reheat heaters;
6a, 86b, 86C are blowers, 84a, 84b, 84
c, 84d are air cleaning filters, 85a, 85b, 85
c is a temperature sensor, 87a, 87b, 87c are chambers 8
Separation walls 88a, 88b, 88c that separate spaces within the machine room 80 are supply tactors 89a, 89b that supply temperature-controlled air into the chamber 8.
89c、89clはチャンバ8内の空気を機械室80に
戻すリターンダクトである。89c and 89cl are return ducts that return the air in the chamber 8 to the machine room 80.
この構成においてチャンバ8の内部空間は分動壁87a
、87b、87cにより、レチクル(またはマスク)ス
テージ11やレチクル光学系6および照明光学系3や露
光光源30が配置されている空間Aと、ウェハステージ
5やオフアクシス顕微鏡7か配置されている空間B、お
よび投影レンズ4か配置されている空間Cと、レチクル
ライブラリー100やレチクル1112送系120およ
びウエハキャリアエレヘータ+10やウェハ搬送系】3
0か配置されている空間りにそれぞれ分離されている。In this configuration, the internal space of the chamber 8 has a dividing wall 87a.
, 87b, and 87c, a space A where the reticle (or mask) stage 11, reticle optical system 6, illumination optical system 3, and exposure light source 30 are arranged, and a space where the wafer stage 5 and off-axis microscope 7 are arranged. B, and the space C where the projection lens 4 is arranged, the reticle library 100, the reticle 1112 transport system 120, the wafer carrier electric heater +10, and the wafer transport system] 3
They are each separated by the space in which they are placed.
空間Aにおいては、機械室内に配置されている冷却器8
1aて冷却された空気が再熱ヒータ82aにより所定の
温度に調節され、送風機86aにより供給ダクト88a
、清浄フィルタ84aを経て空間Aに空気が供給される
。そしてリターンダクト89aにより空間A内の空気が
機械室へ戻されることにより、温度調節された清浄な空
気が空間A内に常時供給されている。また空間Aに併給
される空気は、温度センサ85aにより温度計測され、
その空気温度が所定の温度に保たれるよう、温度コント
ローラ83により冷却器81aの冷却力や再熱器82a
の再熱器か制御されている。空間Bおよび空間Cにおい
ても空間Aと同様に、それぞれ独立して温度調節された
清浄空気が常時供給されている。また、温度センサ85
bは空間Bに供給される清浄空気の温度を、温度センサ
85cは空間Cに供給される清浄空気の温度をそれぞれ
計測し、それらの空気温度がそれぞれ所定の温度に保た
れるよう、温度コントローラ83により供給される清浄
空気の温度が制御されている。空間りにおいては、空間
Aに供給される空気が清浄フィルタ84aの手前で分岐
され、清浄フィルタ84dを経て空間りに温度調節され
た清浄空気が供給される。そしてリターンダクト89d
により空間り内の空気が機械室80に戻される。In space A, a cooler 8 located in the machine room
1a is adjusted to a predetermined temperature by a reheat heater 82a, and then sent to a supply duct 88a by a blower 86a.
, air is supplied to the space A via the cleaning filter 84a. The return duct 89a returns the air in the space A to the machine room, thereby constantly supplying clean, temperature-controlled air to the space A. Further, the temperature of the air co-supplied to the space A is measured by a temperature sensor 85a,
In order to maintain the air temperature at a predetermined temperature, the temperature controller 83 controls the cooling power of the cooler 81a and the reheater 82a.
reheater or controlled. In space B and space C, similarly to space A, independently temperature-controlled clean air is constantly supplied. In addition, the temperature sensor 85
b measures the temperature of clean air supplied to space B, and temperature sensor 85c measures the temperature of clean air supplied to space C, and a temperature controller is used to maintain the respective air temperatures at predetermined temperatures. The temperature of the clean air supplied by 83 is controlled. In the space, the air supplied to the space A is branched before the clean filter 84a, and temperature-adjusted clean air is supplied to the space via the clean filter 84d. and return duct 89d
The air in the space is returned to the machine room 80.
空調チャンバをこのように構成することにより、チャン
バ内の空間を清浄に保つとともに、ステッパ各部に点在
する熱源の影響を最小限に押え、空間A、空間B、空間
Cそれぞれの空間内の空間的温度ムラは小さくなり、ま
た時間的温度安定性も高くなり、所定の空間を高精度に
温度制御することかできる。また、各空間を分離する分
離壁87a、87b、87cに断熱材料を使用すれば、
各空間間の熱の授受が抑えられ、所定の空間の温度を更
に高精度に制御することが可能となる。By configuring the air conditioning chamber in this way, the space inside the chamber is kept clean, the influence of the heat sources scattered in each part of the stepper is minimized, and the space inside each of Space A, Space B, and Space C is kept clean. The target temperature unevenness is reduced, temporal temperature stability is also improved, and the temperature of a predetermined space can be controlled with high precision. Also, if a heat insulating material is used for the separation walls 87a, 87b, and 87c that separate each space,
Transfer of heat between the spaces is suppressed, making it possible to control the temperature of a given space with even higher precision.
機械室の別の構成を第2図に示す。この実施例では、第
1図て示した冷却器81b、81cを一つの冷却器81
eに置き換え、再熱ヒータ82b、82cにより空間B
および空間Cをそれぞれ独立に温度制御する。このよう
にすれは機械室の容積を小さくすることかできる。機械
室の構成は露光装置の構成、温度条件等に応して各種変
更可能である。Another configuration of the machine room is shown in FIG. In this embodiment, the coolers 81b and 81c shown in FIG.
e, space B is replaced by reheat heaters 82b and 82c.
and space C are each independently temperature controlled. In this way, the volume of the machine room can be reduced. The configuration of the machine room can be changed in various ways depending on the configuration of the exposure apparatus, temperature conditions, etc.
[発明の効果]
以上説明したように、チャンバ内の空間において高精度
な温度制御か必要とされる空間を個々に分離し、この個
々に分離した空間に供給する空気の温度をチャンバ内の
ほかの空間とは別に個々に独立制御することにより、チ
ャンバ内の空間をより清浄に保つとともに、ステッパ各
部に点在する熱源の影響を最小限に押え、高精度な温度
制御か必要とされる空間内の空間的温度ムラを小ざくて
き、また時間的温度安定性も高くてき、所定の空間を高
精度に温度制御することか可能となる。[Effects of the Invention] As explained above, the spaces within the chamber that require highly accurate temperature control are individually separated, and the temperature of the air supplied to these individually separated spaces is controlled by controlling the temperature of the air that is supplied to each of the separated spaces. By independently controlling the space inside the chamber, the space inside the chamber can be kept cleaner, and the influence of heat sources scattered in each part of the stepper can be kept to a minimum. This reduces spatial temperature unevenness within the space and improves temporal temperature stability, making it possible to control the temperature of a given space with high precision.
また本発明によれば、チャンバ内の分離した各空間をそ
れぞれ別々の設定温度に制御することか可能であり、投
影レンズを囲む分離空間以外の空間の温度をチャンバお
よび機械室が置かれる空間の温度と同一にすることかで
き、温度制御に費やされるエネルギを小さくすることも
可能となる。Furthermore, according to the present invention, it is possible to control each separated space within the chamber to a separate set temperature, and the temperature of the space other than the separated space surrounding the projection lens can be controlled by controlling the temperature of the space where the chamber and the machine room are placed. It is possible to make the temperature the same as the temperature, and it is also possible to reduce the energy consumed for temperature control.
これは投影レンズの性能が、投影レンズか製作された環
境温度でしか保証できないという理由による。This is because the performance of the projection lens can only be guaranteed at the environmental temperature in which the projection lens is manufactured.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、
第2図は本発明に係るチャンバ機械室の他の実施例の構
成図、
第3図は従来の露光装置の構成図、
第4 図(a ) 、 (b )はg線レンズとエキ
シマレンズの特性曲線の説明図である。
レチクル、2 ウェハ、3 傅明光学系投影レンズ、5
ウェハステージ、
レチクル顕微鏡、
オフアクシス顕微鏡、8 チャンバ、
機械室。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of another embodiment of the chamber machine room according to the present invention, and Fig. 3 is a block diagram of a conventional exposure apparatus. The configuration diagram and FIGS. 4(a) and 4(b) are explanatory diagrams of the characteristic curves of the g-line lens and the excimer lens. Reticle, 2 Wafer, 3 Fuming optical system projection lens, 5
Wafer stage, reticle microscope, off-axis microscope, 8 chambers, machine room.
Claims (4)
ンが形成されたレチクル保持機構と、投影レンズ系と、
前記パターンを露光転写するウェハ保持機構と、レチク
ルとウェハとの位置合わせ機構と、レチクル貯蔵搬送機
構とを備え、該チャンバを複数の空間に分割し、各空間
を該チャンバ外部に設けた各々別系統の空調手段に連通
させたことを特徴とする半導体露光装置。(1) In the chamber, an illumination optical system, a reticle holding mechanism on which a pattern to be exposed is formed, and a projection lens system;
A wafer holding mechanism for exposing and transferring the pattern, a reticle and wafer alignment mechanism, and a reticle storage and transport mechanism are provided, the chamber is divided into a plurality of spaces, and each space is provided outside the chamber. A semiconductor exposure apparatus characterized in that it is connected to a system air conditioning means.
統ごとに温度検出手段を設け、検出温度に基づいて冷却
器および再熱器の少なくとも一方を制御可能としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体露光装
置。(2) The air conditioning means has a cooler and a reheater, and a temperature detection means is provided for each system, and at least one of the cooler and the reheater can be controlled based on the detected temperature. A semiconductor exposure apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体露
光装置。(3) A semiconductor exposure apparatus according to claim 1, wherein the cooler is used in common for a plurality of systems of air conditioning means.
通させたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
半導体露光装置。(4) The semiconductor exposure apparatus according to claim 1, wherein the projection lens system is communicated with a separate system of air conditioning means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2125377A JP2821795B2 (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | Semiconductor exposure equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2125377A JP2821795B2 (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | Semiconductor exposure equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0422118A true JPH0422118A (en) | 1992-01-27 |
JP2821795B2 JP2821795B2 (en) | 1998-11-05 |
Family
ID=14908629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2125377A Expired - Fee Related JP2821795B2 (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | Semiconductor exposure equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2821795B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999012194A1 (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-11 | Nikon Corporation | Temperature adjusting method and aligner to which this method is applied |
WO2000074118A1 (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Nikon Corporation | Exposure system, method of manufacturing device, and method of environmental control of exposure system |
WO2003079418A1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Nikon Corporation | Aligner and device manufacuring method |
US6707528B1 (en) | 1994-03-02 | 2004-03-16 | Nikon Corporation | Exposure apparatus having independent chambers and methods of making the same |
CN104375383A (en) * | 2013-08-13 | 2015-02-25 | 上海微电子装备有限公司 | Focusing and leveling device and method for photo-etching equipment |
KR20220170759A (en) | 2021-06-23 | 2022-12-30 | 캐논 가부시끼가이샤 | Temperature control device, processing apparatus and article manufacturing method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4383911B2 (en) | 2004-02-03 | 2009-12-16 | キヤノン株式会社 | Exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61136227A (en) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Canon Inc | Projecting device |
JPS6342121A (en) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Canon Inc | Thermostat unit |
-
1990
- 1990-05-17 JP JP2125377A patent/JP2821795B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61136227A (en) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Canon Inc | Projecting device |
JPS6342121A (en) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Canon Inc | Thermostat unit |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6707528B1 (en) | 1994-03-02 | 2004-03-16 | Nikon Corporation | Exposure apparatus having independent chambers and methods of making the same |
WO1999012194A1 (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-11 | Nikon Corporation | Temperature adjusting method and aligner to which this method is applied |
WO2000074118A1 (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Nikon Corporation | Exposure system, method of manufacturing device, and method of environmental control of exposure system |
US6784972B2 (en) | 1999-05-27 | 2004-08-31 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, device manufacturing method and environmental control method of exposure apparatus |
WO2003079418A1 (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Nikon Corporation | Aligner and device manufacuring method |
CN104375383A (en) * | 2013-08-13 | 2015-02-25 | 上海微电子装备有限公司 | Focusing and leveling device and method for photo-etching equipment |
KR20220170759A (en) | 2021-06-23 | 2022-12-30 | 캐논 가부시끼가이샤 | Temperature control device, processing apparatus and article manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2821795B2 (en) | 1998-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5877843A (en) | Exposure apparatus | |
US5757469A (en) | Scanning lithography system haing double pass Wynne-Dyson optics | |
US5781346A (en) | Magnification correction for small field scanning | |
JPH0982626A (en) | Projection exposure device | |
JP2001291654A (en) | Projection aligner and its method | |
JP2006147809A (en) | Aligner, projection optical system thereof, and method of manufacturing device | |
JP2821795B2 (en) | Semiconductor exposure equipment | |
US5815245A (en) | Scanning lithography system with opposing motion | |
JPWO2002025711A1 (en) | Measurement method of exposure characteristics and exposure method | |
JP2897345B2 (en) | Projection exposure equipment | |
KR100577476B1 (en) | Exposure device and method of manufacturing semiconductor device | |
US7119880B2 (en) | Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2003203853A (en) | Aligner and its method, and manufacturing method for microdevice | |
JP2001250760A (en) | Aberration measuring method, mask detecting method to use said method and exposure method | |
KR20100135215A (en) | Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method | |
JP2756862B2 (en) | Exposure equipment | |
JPH10177950A (en) | Stage equipment and projection optics equipment | |
JP2897346B2 (en) | Projection exposure equipment | |
JPWO2002047132A1 (en) | X-ray projection exposure apparatus, X-ray projection exposure method, and semiconductor device | |
JP2005116580A (en) | Device and method for detecting position, device and method for exposure, and method of manufacturing device | |
JPH0513304A (en) | Projection aligner and method for manufacture of semiconductor device | |
JP2002124451A (en) | Temperature control method, temperature-regulated chamber, and projection aligner | |
JPH11233416A (en) | X-ray projection aligner | |
JP2000286178A (en) | Projection optical system, aligner and manufacture of the projection optical system | |
JP2675882B2 (en) | Exposure equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |