(57)【要約】      （修正有）【課題】ワーク表面の凹凸による光学特性の劣化を、効果的に除去する、焦点位置合わせ装置、及び方法を提供する。【解決手段】露光装置は、マスクをスリット上の光で照明する照明光学系と、スリット状の光で照明されるマスクのパターンをワーク４に投影するミラー光学系を持ち、ワーク４の表面形状を測定するための位置検出系５と、照明光学系で照明されたスリット状の領域を含む２枚の補正ガラス７及び８で構成され、さらに、２枚のガラス間隔を変更する駆動機構９及び１０を含む補正光学系２と、補正ガラス７と８の間に液体を満たすことができる液体供給装置１１、及び液体回収装置１２と、位置検出系５で測定されたワーク４の表面形状に応じて、補正光学系２の駆動量を算出する演算装置１３とを有する。【選択図】図３
2015079810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクをスリット上の光で照明する照明光学系と、前記スリット状の光で照明される前記マスクのパターンをワークに投影するミラー光学系を持つ露光装置であって、
前記ワークの表面形状を測定するための位置検出系と、
前記照明光学系とミラー光学系の間に、前記照明光学系で照明されたスリット状の領域を含む、２枚のガラスで構成され、さらに、２枚のガラス間隔を変更するガラス駆動機構を含む、補正光学系と、
前記２枚のガラス間に、液体を満たすことができる液体供給装置及び液体回収装置と、
前記位置検出系で測定された、前記ワークの表面形状に応じて、前記補正光学系の、ガラス駆動機構の駆動量を算出する演算装置とを有し、前記スリット状の露光領域内の補正のみで、ワーク全体の焦点位置補正を行うことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記補正光学系の２枚のガラスを上下対称に同時に駆動させるガラス駆動機構を持つことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記補正光学系のガラス駆動機構は、前記スリット状の領域の一方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置等に用いられる焦点位置合わせ装置、およびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の露光装置として、特許文献１および特許文献２に示す露光装置がある。この従来の露光装置は、露光性能がワーク表面の部分的な凹凸に影響されないようにするため、ワークを保持しているホルダを駆動させて、ワークを設計上の焦点位置に合わせる機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願平１０−２０９０３０号公報
【特許文献２】国際公開第０３／０５２８０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の露光装置には、ワーク全面に対して駆動機構が必要になるため、ワークの大型化に伴い、駆動機構の数が増大するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ワーク表面の凹凸による焦点位置のずれを、効果的に除去する、焦点位置合わせ装置、及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための本発明は、マスクをスリット上の光で照明する照明光学系と、前記スリット状の光で照明される前記マスクのパターンをワークに投影するミラー光学系を持ち、前記ワークの表面形状を測定するための位置検出系と、
前記照明光学系とミラー光学系の間に、前記照明光学系で照明された、ワークに対する露光領域としての、スリット状の領域を含む、２枚のガラスで構成され、さらに、２枚のガラスの間隔を変更させることができるガラス駆動機構を含む、補正光学系と、
前記２枚のガラス間に、液体を充填することができる液体供給装置及び液体回収装置と、
前記位置検出系で測定された、前記ワークの表面形状に応じて、前記補正光学系の、ガラス駆動機構の駆動量を算出する演算装置とを有し、前記スリット状の露光領域内の補正のみで、ワーク全体の焦点位置補正を行うことを、特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、ワーク表面の凹凸による光学特性の劣化を、効果的に除去する、焦点位置合わせ装置、及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施例の構成を説明する図である。
【図２】第１の実施例の、ワーク表面形状の詳細説明図である。
【図３】第１の実施例の、補正光学系の詳細説明図である。
【図４】第１の実施例の、ガラス駆動機構の詳細説明図である。
【図５】第１の実施例の、ワーク形状に合わせて、ガラス駆動機構を配置した図である。
【図６】第２の実施例の、露光領域内のワーク形状が異なる場合に、ガラス駆動機構を配置した図である。
【図７】第２の実施例の、ガラス吸着及び固定機構をもつ、駆動機構の図である。
【図８】第２の実施例の、ガラス駆動機構をX方向に移動させて、補正した場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態の１形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
［実施例］
図１は、現時点で提案されている走査型露光装置を示す図である。同図において、１はスリット状に成形された照明先を照射する照明系、２は本発明の１実施例としての、補正光学系、３は照明系１により照明されるマスク６上のパターンの像をワーク４上に投影するミラー光学系である。照明系１によって照明されるマスク６上のパターンの像は、ミラー光学系を経てワーク４に結像する。５はワークの位置検出系で、ワーク面形状及び光軸方向のフォーカス計測（光軸方向におけるワーク表面位置の計測）を行う。この状態において、マスク６とワーク４をＹ方向に走査し、マスク６上のすべてのパターンを、ワーク４に露光する。
【００１１】
ここで、図２に示すように、ワーク４の表面は、単一平面ではなく、凹凸形状となるものがあるため、装置設計上の結像面（焦点位置）をZ＝０の位置とすると、そのZ＝０に対して、部分的な位置ずれｌ（ｘ）があり、光学性能の劣化が発生する。
【００１２】
以下、図３及び図４を用いて、本発明の第１の実施例を説明する。
【００１３】
図３及び図４にある、補正ガラス７及び補正ガラス８は、それぞれ駆動機構９および駆動機構１０により、Ｚ方向に駆動される。ここで、補正ガラス７及び補正ガラス８は、複数部分において、複数の駆動手段をもち、個別にＺ方向に駆動させることができる。駆動手段は、楔機構とモータ素子の組み合わせ、ピエゾ素子、他の電歪素子、または磁歪素子を用いたものである。
【００１４】
ここで、補正ガラス７と補正ガラス８の間に、液体供給装置11により液体を供給しつつ、液体回収装置１２により液体を回収することで、補正ガラス７と、補正ガラス８の間の空間を、大気と屈折率の異なる液体、例えば純水で充填する。
【００１５】
また、ワーク４の光軸方向（Ｚ方向）の位置を測定する手段として、検出光をピンホール状あるいはスリット状のスポット光として、ワークの表面に斜め方向から照射する投光光学系と、そのワークの表面からの反射光を検出する、受光光学系より構成される、位置検出系５が備えられている。
【００１６】
この、前記位置検出系５により計測された、ワーク表面の位置情報ｌ（ｘ）は、補正光学系２の制御装置１３に送られ、制御装置はこの位置情報ｌ（ｘ）に則り、補正光学系２の、駆動機構９及び駆動機構１０を、補正ガラス７と補正ガラス８の間隔が、式（１）
Ｌ（０）＋ΔＬ（ｘ）                           （１）
と等しくなる、もしくは近似誤差が最小になるように、補正ガラス７及び補正ガラス８を駆動させる。
【００１７】
次に、前記式（１）に示されるＬ（０）及びΔＬ（ｘ）について説明する。
【００１８】
Ｌ（０）は、液体供給装置１１および液体回収装置１２の性能、およびワーク４の表面上の凹凸量、及びｌ（ｘ）の最大補正量から決定される定数である。
【００１９】
ΔＬ（ｘ）は、前記位置検出系５が測定した、ワーク４表面の凹凸量ｌ（ｘ）から、以下に説明する、計算式により算出される量である。
【００２０】
以下、ΔＬ（ｘ）の算出方法に関して詳細に説明する。
【００２１】
説明を簡略化するため、ワーク４上の、座標Ｘの原点位置Ｘ＝０において、ワーク４は、光学的に設計された結像位置（焦点位置）にあるものとする。そして、座標Ｘ＝ｘ１における、ワーク４の位置ずれ量をｌ（ｘ１）とする。
【００２２】
補正ガラス７及び補正ガラス８の前後にある、大気の屈折率は１であり、補正ガラス７及び補正ガラス８の間に充填された、純水の屈折率は約１．４である。この場合、図４によると、Ｘ方向の原点位置を通る光線では、純水内を通る距離はＬ（０）となり、Ｘ方向の座標ｘ１の位置を通る光線では、純水内を通る距離はＬ（０）＋ΔＬ（ｘ１）となる。
【００２３】
ここで、光線がある空間を通る場合の光学的距離は、その空間のもつ屈折率に比例するため、前記補正光学系２を通過した光線においては、座標Ｘ＝０の位置を通過した光線と、座標Ｘ＝ｘ１を通過した光線を比較すると、照明系９の照射スリット状の露光口から、ワーク４までの距離が同じである場合にも、その光学的距離は、以下の式（２）で表される量だけ異なることになる。
【００２４】
（１．４−１）＊ΔＬ（ｘ１）                      （２）
そこで、前記光学的距離の差分が、ワーク４上での位置ずれの量ｌ（ｘ1）と等しくなるように、補正ガラス７と補正ガラス８の間隔を、駆動機構９および駆動機構１０を用いて位置決めする。すなわち、式（３）
ΔL（ｘ１）＝ｌ（ｘ1）／（１．４−１）          （３）
を満足するように、ΔＬ（ｘ１）の座標を決める。
【００２５】
ここで、補正ガラス７と補正ガラス８は、補正光学系２起因の光学特性の劣化、例えば非線形歪みの影響を除去するため、補正ガラス７の駆動量と、補正ガラス８の駆動量を一致させる様に駆動させることとする。すなわち、補正ガラス７と補正ガラス８の駆動量は、それぞれ（L（０）＋ΔＬ（ｘ））／２となるように補正ガラス７及び補正ガラス８を駆動する。
【００２６】
補正ガラス７と補正ガラス８の駆動量を一致させるための、ガラス駆動機構の１形態を図４に示す。楔機構１６の角度を、補正ガラス７側の駆動方向と、補正ガラス８側の駆動方向に、等しく配分することで、一つの楔機構１６及びモータ素子１８及び楔機構とモータ素子の連結機構１７により、補正ガラス７及び補正ガラス８の駆動量を等しくすることができる。
【００２７】
図５に示す様に、ガラス駆動機構９および１０を、露光領域内の、ワーク４の凹凸形状に合わせた位置、すなわち、ワーク４の山谷の位置に配置することで、ワーク凹凸形状に合わせた焦点位置補正が可能となる。
【００２８】
次に、図６を用いて、本発明の第２の実施例を説明する。
【００２９】
ワーク４の表面の凹凸が、図６に示されるような、露光領域において、その凹凸の位置が異なる場合を考える。第１の実施例で示した補正機構により、図６（ａ）及び図６（ｂ）の形状を合わせて補正しようとすると、図６（ｃ）に示す様に、ガラス駆動機構の数が増大する。
【００３０】
ここで、本発明の第２の実施例として、ガラス駆動機構９及び１０をX方向、すなわち露光スリット方向に移動可能な補正駆動機構を、図７を用いて説明する。
【００３１】
１５は、補正駆動機構を、補正ガラス１及び補正ガラス２に吸着し、固定させるための固定装置であり、１９は補正駆動機構を、X方向に移動させるための、リニアガイド付きのモータ素子、もしくはリニアモータである。
【００３２】
補正光学系２の制御装置１３は、位置検出系５が測定した、ワーク表面凹凸の測定データｌ（ｘ）より、補正ガラス１及び補正ガラス２の固定位置を決定する。
【００３３】
具体的には、凹凸周期の山及び谷の部分に、ガラス駆動機構９もしくはガラス駆動機構１０を、リニアガイド付きモータ素子１９を介して移動させる。
【００３４】
さらに、ガラス駆動機構を所定の位置に駆動させたあと、ガラス駆動機構の固定装置１５により、ガラス駆動機構９及びガラス駆動機構１０と、補正ガラス７及び補正ガラス８を固定する。
【００３５】
このように、ガラス駆動機構９及びガラス駆動機構１０を、リニアガイド付きのモータ素子１９を介して、X方向の任意の位置に配置させることにより、スリット状の任意の位置にガラス駆動機構９、及び１０を配置することができる。
【００３６】
図８は、図６の構成に対して、X方向にガラス駆動機構を移動させることで、ガラス駆動機構の数を削減できることを示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：照明系ユニット
２：補正光学系
３：ミラー光学系
４：ワーク
５：ワーク位置検出系
６：マスク
７、８：補正ガラス
９、１０：ガラス駆動機構
１１：液体供給装置
１２：液体回収装置
１３：制御装置
１４：楔機構によるガラス駆動装置
１５：ガラス固定装置
１６：楔機構
１７：モータ素子、楔機構連結装置
１８：モータ素子
１９：リニアガイド付きモータ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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