專利名稱：曝光裝置和象差校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及校正由于氣壓變化產(chǎn)生的投影光學(xué)系統(tǒng)的象差，可以實(shí)現(xiàn)高精度曝光處理的技術(shù)，特別是，涉及適合于半導(dǎo)體曝光裝置和器件制造裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體曝光裝置中，當(dāng)氣壓變化時(shí)發(fā)生作為光學(xué)特性誤差的象差。關(guān)于由于日常的緩慢的氣壓變化產(chǎn)生的象差的校正方法，例如是在日本平成8年公布的8-305034號(hào)專利公報(bào)中公開的方法。在日本平成8年公布的8-305034號(hào)專利公報(bào)中，主要用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)每塊晶片測(cè)定氣壓，通過與氣壓變化相應(yīng)地改變曝光光源的波長(zhǎng)校正象差，并且為了校正在過程間的放大倍數(shù)差在光軸方向驅(qū)動(dòng)投影透鏡對(duì)投影放大倍數(shù)進(jìn)行校正。
近年來的IC和LSI等的半導(dǎo)體集成電路，其圖案越來越微細(xì)化，與此相伴要求曝光成像特性高精度化。因此，即便是微小的氣壓變化也難以允許。關(guān)于在設(shè)置曝光裝置的環(huán)境中，由于人的主要原因等產(chǎn)生的微小但是急劇的氣壓變化產(chǎn)生象差的校正方法，例如是在日本2001年公布的2001-085292號(hào)專利公報(bào)中公開的方法。在日本2001年公布的2001-085292號(hào)專利公報(bào)中，表示了因?yàn)榇嬖谥捎趦艋g中的房門開閉產(chǎn)生0.5hPa/sec左右的氣壓變動(dòng)的情形，所以用響應(yīng)性良好的激光干涉儀的氣壓計(jì)檢測(cè)氣壓變化，通過在光軸方向驅(qū)動(dòng)投影透鏡校正由檢測(cè)出的氣壓變化引起的象差的方法、和通過改變曝光光源的波長(zhǎng)校正由檢測(cè)出的氣壓變化引起的象差的方法。
一般，由于氣壓變化產(chǎn)生的象差，投影放大倍數(shù)和焦點(diǎn)非常大，通過校正使其減少的必要性很高。另一方面，因?yàn)榛儭⑶虿?、慧差、象散、像面彎曲等的象差比較小所以不成為曝光特性上的問題的情形是很多的。
但是在前面所示的日本平成8年公布的8-305034號(hào)專利公報(bào)中，沒有對(duì)于由于曝光中的氣壓變化產(chǎn)生的象差進(jìn)行校正的部件。又，也沒有考慮不用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的情形中的象差校正部件。又，在日本2001年公布的2001-085292號(hào)專利公報(bào)中，述說了用由響應(yīng)性良好的激光干涉儀構(gòu)成的氣壓計(jì)進(jìn)行校正的方法，但是存在著由激光干涉儀構(gòu)成的氣壓計(jì)，因?yàn)橛捎跍囟群蜐穸鹊沫h(huán)境條件變化產(chǎn)生氣壓誤差，所以不能夠進(jìn)行正確的象差校正的情形。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述課題提出的，本發(fā)明的目的是校正由于微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化產(chǎn)生的光學(xué)系統(tǒng)的象差，可以實(shí)現(xiàn)高精度的曝光處理。
為了達(dá)到上述目的的根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置備有下列構(gòu)成。即，測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)的附近或內(nèi)部的氣壓的氣壓測(cè)量部件、包含通過驅(qū)動(dòng)上述投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡調(diào)整象差在內(nèi)，根據(jù)上述氣壓測(cè)量部件測(cè)量的氣壓反復(fù)校正象差的第1校正部件、和包含通過變更曝光光源的波長(zhǎng)調(diào)整象差在內(nèi)，根據(jù)上述氣壓測(cè)量部件測(cè)量的氣壓，在比由上述第1校正部件反復(fù)校正象差長(zhǎng)的時(shí)間間隔中校正象差的第2校正部件。
又，為了達(dá)到上述目的的根據(jù)本發(fā)明的其它樣態(tài)的曝光裝置備有下列構(gòu)成。即，檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)、比上述第1氣壓計(jì)更高速地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值的第2氣壓計(jì)、用上述第1氣壓計(jì)的輸出校正上述第2氣壓計(jì)的輸出，將校正結(jié)果作為測(cè)量的氣壓值輸出的校正部件、和根據(jù)上述校正部件輸出的氣壓值進(jìn)行象差校正的象差校正部件。
又，為了達(dá)到上述目的的根據(jù)本發(fā)明的象差校正方法是根據(jù)來自測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)的附近或內(nèi)部的氣壓的氣壓測(cè)量部件的測(cè)量氣壓值校正象差的象差校正方法，包含通過驅(qū)動(dòng)上述投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡調(diào)整象差，根據(jù)上述氣壓測(cè)量部件測(cè)量的氣壓值，對(duì)預(yù)定數(shù)量的象差反復(fù)進(jìn)行校正的第1校正工序、和包含通過變更曝光光源的波長(zhǎng)調(diào)整象差，根據(jù)上述氣壓測(cè)量部件測(cè)量的氣壓，在比由上述第1校正工序反復(fù)校正象差長(zhǎng)的時(shí)間間隔中校正象差的第2校正工序。
又，為了達(dá)到上述目的的根據(jù)本發(fā)明的其它樣態(tài)的象差校正方法是在曝光裝置中校正伴隨氣壓變動(dòng)的象差的方法，備有用檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)的輸出，校正比上述第1氣壓計(jì)更高速地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值的第2氣壓計(jì)的輸出，將校正結(jié)果作為測(cè)量的氣壓值輸出的校正工序、和根據(jù)上述校正工序輸出的氣壓值進(jìn)行象差校正的象差校正工序。
從結(jié)合附圖的下列描述，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得很清楚，其中在全部附圖中在相同或相似的部件上加上相同的參照標(biāo)號(hào)。
與本專利說明書結(jié)合并構(gòu)成本專利說明書一部分的
本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，并與描述一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是表示根據(jù)第1實(shí)施形態(tài)的曝光裝置的構(gòu)成的圖。
圖2是表示根據(jù)第1實(shí)施形態(tài)的校正計(jì)算單元的構(gòu)成例的方框圖。
圖3A～E是表示與第1實(shí)施形態(tài)有關(guān)的象差校正的時(shí)序圖的圖。
圖4是表示與第3實(shí)施形態(tài)有關(guān)的曝光裝置的構(gòu)成的圖。
圖5是表示根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)的校正計(jì)算單元的構(gòu)成例的方框圖。
圖6是表示根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)的校正計(jì)算單元的構(gòu)成例的方框圖。
圖7是表示第4實(shí)施形態(tài)中的校正計(jì)算單元的構(gòu)成例的方框圖。
圖8是表示第5實(shí)施形態(tài)中的校正計(jì)算單元的構(gòu)成例的方框圖。
圖9是表示第1實(shí)施形態(tài)中的照明光學(xué)系統(tǒng)和曝光光源的構(gòu)成例的方框圖。
圖10是表示半導(dǎo)體器件的制造流程的圖。
圖11是表示加工晶片的詳細(xì)流程的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在我們按照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施形態(tài)。
(第1實(shí)施形態(tài))圖1是與第1實(shí)施形態(tài)有關(guān)的曝光裝置的構(gòu)成圖。在圖1中，從曝光光源80射出的曝光光，通過照明光學(xué)系統(tǒng)90，照射到設(shè)置在分光板臺(tái)142上的分光板(reticule)140。透過分光板140的曝光光透過投影光學(xué)系統(tǒng)101中的透鏡組102、104、106、108、110，到達(dá)設(shè)置在晶片臺(tái)130上的晶片132。這樣，將在分光板140上描繪的微細(xì)的圖案燒制在晶片132上的各芯片上。此外，在本構(gòu)成圖中，作為透鏡組表示5個(gè)透鏡，但是在通常的曝光裝置中，裝備著20～30個(gè)左右的透鏡。
在曝光光源80中用KrF和ArF的激光光源的情形是很多的，曝光光源80和照明光學(xué)系統(tǒng)90簡(jiǎn)略地由圖9所示的構(gòu)成表示。
我們按照?qǐng)D9說明曝光光源80和照明光學(xué)系統(tǒng)90的構(gòu)成。曝光光源80由激光諧振腔82、透過鏡84、波長(zhǎng)選擇元件86和波長(zhǎng)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)88構(gòu)成。作為波長(zhǎng)選擇元件86，通過使用棱鏡、光柵、標(biāo)準(zhǔn)具等可以使波長(zhǎng)帶窄帶化，通過由波長(zhǎng)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)88改變波長(zhǎng)選擇元件86的角度，能夠改變激光的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)88能夠由步進(jìn)馬達(dá)和壓電元件等構(gòu)成。從曝光光源80射出的激光，在透過照明光學(xué)系統(tǒng)90的會(huì)聚透鏡92后，由鏡子94導(dǎo)向從而使其照射在分光板上。
現(xiàn)在回到圖1繼續(xù)進(jìn)行說明。激光驅(qū)動(dòng)單元70能夠通過驅(qū)動(dòng)前面所述的圖9的波長(zhǎng)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)88改變曝光光源80的激光波長(zhǎng)。透鏡驅(qū)動(dòng)單元50能夠驅(qū)動(dòng)激光驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100在光軸方向上改變透鏡104的位置。激光驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100能夠由利用空氣壓力的調(diào)節(jié)器和壓電元件等構(gòu)成。此外，在本構(gòu)成圖中，透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)只表示為1個(gè)系統(tǒng)，但是也可以具有多個(gè)透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)那樣地進(jìn)行構(gòu)成。
由主控制單元60對(duì)整個(gè)曝光裝置進(jìn)行控制，由晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元65對(duì)晶片臺(tái)130進(jìn)行步進(jìn)和反復(fù)或步進(jìn)和掃描驅(qū)動(dòng)。
氣壓計(jì)120用于測(cè)定曝光裝置內(nèi)的氣壓，也可以設(shè)置在曝光裝置內(nèi)的任何地方或投影光學(xué)系統(tǒng)101的附近或投影光學(xué)系統(tǒng)101的內(nèi)部。將氣壓計(jì)120的輸出信號(hào)輸入到校正計(jì)算單元10。校正計(jì)算單元10根據(jù)從氣壓計(jì)120輸入的測(cè)定值指示激光驅(qū)動(dòng)單元70變更激光的波長(zhǎng)，指示透鏡驅(qū)動(dòng)單元50在光軸方向上驅(qū)動(dòng)透鏡，指示晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元65在Z方向上驅(qū)動(dòng)晶片臺(tái)，校正由于氣壓變動(dòng)引起的象差。
其次，我們參照?qǐng)D2和圖3說明校正計(jì)算單元10的構(gòu)成和工作。
圖2是校正計(jì)算單元10的構(gòu)成圖。模型計(jì)算單元20對(duì)由氣壓計(jì)120測(cè)定的氣壓數(shù)據(jù)和投影光學(xué)系統(tǒng)101的透鏡組102、104、106、108、110的氣體壓力的應(yīng)答偏差進(jìn)行補(bǔ)償。一般地，投影光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的透鏡組的氣體壓力對(duì)于曝光裝置內(nèi)的氣壓變化表示出1次延遲特性。因此，當(dāng)將氣壓計(jì)120設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)的外部時(shí)，預(yù)先測(cè)定氣壓計(jì)120中的氣壓特性和透鏡組的氣體壓力特性，進(jìn)行模型化。而且模型計(jì)算單元20參照該模型，補(bǔ)償氣壓計(jì)120的測(cè)量值得到透鏡組的氣體壓力。又，當(dāng)將氣壓計(jì)120設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)，因?yàn)閼?yīng)答偏差小，所以也可以省略模型計(jì)算單元20。此外，氣壓計(jì)120的檢測(cè)噪聲大時(shí)，需要時(shí)也可以進(jìn)行濾波等的平滑化計(jì)算。
數(shù)據(jù)保持單元22根據(jù)來自主控制單元60的定時(shí)信號(hào)，保持來自模型計(jì)算單元20的信號(hào)。定時(shí)信號(hào)最好是在曝光剛結(jié)束后，我們用圖3A～E說明它們的工作。
圖3A～E是表示校正計(jì)算單元10的工作的時(shí)序圖。圖3A是用氣壓計(jì)120檢測(cè)出的氣壓數(shù)據(jù)，當(dāng)在模型計(jì)算單元20中完成應(yīng)答偏差的補(bǔ)償計(jì)算時(shí)，作為模型計(jì)算單元20的輸出。圖3B表示曝光即一次拍攝的接通/斷開(ON/OFF)。非曝光時(shí)的象差校正用曝光結(jié)束成為斷開時(shí)的氣壓數(shù)據(jù)。如上所述最好用曝光剛結(jié)束后的氣壓數(shù)據(jù)(圖3A的×號(hào))。圖3E表示在數(shù)據(jù)保持單元22中保持氣壓數(shù)據(jù)的樣子，根據(jù)來自圖2的主控制單元60的定時(shí)信號(hào)保持曝光剛結(jié)束后的氣壓數(shù)據(jù)。我們?cè)诤竺媸稣f圖3D。
現(xiàn)在回到圖2繼續(xù)說明校正計(jì)算單元10的工作。用加減法器26比較保持在數(shù)據(jù)保持單元22中的曝光剛結(jié)束后的氣壓數(shù)據(jù)和氣壓的基準(zhǔn)值24，計(jì)算它們的差，輸入到象差校正計(jì)算單元28。在象差校正計(jì)算單元28中，根據(jù)來自曝光剛結(jié)束后更新的加減法器26的氣壓差數(shù)據(jù)算出校正象差所需的光源的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)量和透鏡驅(qū)動(dòng)量。
一般地，由于氣壓變化產(chǎn)生的象差，投影放大倍數(shù)和焦點(diǎn)非常大，通過校正使其減少的必要性很高。另一方面，因?yàn)榛?、球差、慧差、象散、像面彎曲等的象差比較小所以不成為曝光特性上的問題的情形是很多的。
投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，根據(jù)它的光學(xué)設(shè)計(jì)，通過在光軸方向上改變位置，可以使象差發(fā)生變化。通常，通過由透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使1個(gè)透鏡在光軸方向上改變位置，使1個(gè)象差發(fā)生很大變化地進(jìn)行設(shè)計(jì)的情形是很多的。例如，可以為了通過由圖1的激光驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)100在光軸方向上改變透鏡104的位置，使投影放大倍數(shù)變化而進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)。但是，當(dāng)投影放大倍數(shù)變化時(shí)，存在著雖然很小，但是其它象差，例如畸變、球差、慧差、象散、像面彎曲等發(fā)生變化的情形。最好它們?cè)诰壬喜粫?huì)成為問題，但是當(dāng)成為問題時(shí)，需要由激光驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在光軸方向上改變其它透鏡的位置，減少象差。從而，一般地，進(jìn)行能夠通過在光軸方向上改變n組透鏡的位置，校正n個(gè)象差那樣地進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)。另一方面，當(dāng)改變曝光光的波長(zhǎng)時(shí)，各象差發(fā)生變化。因?yàn)橄蟛顚?duì)于波長(zhǎng)變化的靈敏度與透鏡設(shè)計(jì)有關(guān)而不同，不能夠一概地進(jìn)行規(guī)定，即，存在著與波長(zhǎng)變化相應(yīng)地變化大的象差和僅僅微小變化的象差。
又，如上所述，當(dāng)通過在光軸方向上改變n組透鏡的位置，并且改變曝光光的波長(zhǎng)進(jìn)行象差校正時(shí)，能夠校正n+1個(gè)象差。
例如，試著考慮通過驅(qū)動(dòng)3組透鏡和改變曝光光的波長(zhǎng)，對(duì)4個(gè)象差，假定，投影放大倍數(shù)、畸變、慧差、像面彎曲進(jìn)行校正的情形。通常，進(jìn)行由于氣壓變化產(chǎn)生的各象差對(duì)于氣壓是線性的那樣的光學(xué)設(shè)計(jì)。因此，假定各象差對(duì)于氣壓變化線性變化，具有投影放大倍數(shù)δMag、畸變?chǔ)腄ist、慧差δCm、像面彎曲δFc的各個(gè)氣壓靈敏度。這時(shí)，當(dāng)氣壓從基準(zhǔn)值變化ΔP時(shí)，由于氣壓變化產(chǎn)生的象差，用下面的公式(1)預(yù)測(cè)ΔMag、ΔDist、ΔCm、ΔFc。當(dāng)令校正這些象差所需的3組的透鏡驅(qū)動(dòng)量和曝光光的波長(zhǎng)變更量為ΔL1、ΔL2、ΔL3、Δλ，將與各透鏡驅(qū)動(dòng)和波長(zhǎng)變更有關(guān)的各個(gè)象差靈敏度表示為4行4列的行列式A時(shí)，用行列式計(jì)算公式(2)、(3)，通過解行列式計(jì)算公式(4)算出對(duì)由于氣壓變化產(chǎn)生的象差進(jìn)行校正所需的各驅(qū)動(dòng)量，ΔL1、ΔL2、ΔL3、Δλ。這里，A-1是4行4列的行列式A的逆行列式。
ΔMagΔDistΔCmΔFc=δMagδDistδCmδFcΔP...(1)]]>Mag1Mag2Mag3Mag4Dist1Dist2Dist3Dist4Cm1Cm2Cm3Cm4Fc1Fc2Fc3Fc4ΔL1ΔL2ΔL3Δλ=ΔMagΔDistΔCmΔFc...(2)]]>A=Mag1Mag2Mag3Mag4Dist1Dist2Dist3Dist4Cm1Cm2Cm3Cm4Fc1Fc2Fc3Fc4...(3)]]>ΔL1ΔL2ΔL3Δλ=A-1ΔMagΔDistΔCmΔFc...(4)]]>在象差校正計(jì)算單元28中，根據(jù)來自曝光剛結(jié)束后反復(fù)發(fā)送的來自加減法器26的氣壓差數(shù)據(jù)，用公式(1)預(yù)測(cè)由于氣壓變化產(chǎn)生的象差，用公式(4)算出校正象差所需的透鏡驅(qū)動(dòng)量和曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)量。在將算出的透鏡驅(qū)動(dòng)量輸入到加法器34后，再輸出到透鏡驅(qū)動(dòng)單元50。透鏡驅(qū)動(dòng)單元50按照該透鏡驅(qū)動(dòng)量由透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元在光軸方向上改變透鏡的位置。又，將由象差校正計(jì)算單元28如上所述地算出的曝光光的波長(zhǎng)變更量輸入到激光驅(qū)動(dòng)單元70。激光驅(qū)動(dòng)單元70，按照輸入的激光波長(zhǎng)變更量，由曝光光源80的波長(zhǎng)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)88變更曝光光的波長(zhǎng)。由以上的n組透鏡驅(qū)動(dòng)和波長(zhǎng)變更對(duì)n+1個(gè)象差進(jìn)行校正。
又，對(duì)焦點(diǎn)的校正也可以通過在光軸方向上驅(qū)動(dòng)晶片臺(tái)130進(jìn)行校正。如下地進(jìn)行由晶片臺(tái)130實(shí)施的校正。首先，當(dāng)由于氣壓變化產(chǎn)生焦點(diǎn)誤差和由于上述透鏡驅(qū)動(dòng)和波長(zhǎng)變更產(chǎn)生焦點(diǎn)誤差時(shí)，用另一種方法在象差校正計(jì)算單元28中計(jì)算該焦點(diǎn)誤差，得到用于焦點(diǎn)校正的晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)量。將該晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)量輸入到加法器36，并輸出到晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元65。晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元65在光軸方向上改變晶片臺(tái)130的位置校正焦點(diǎn)。除了由上述n組的透鏡驅(qū)動(dòng)和波長(zhǎng)變更進(jìn)行的象差校正外，通過再加上由這種晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)進(jìn)行的象差校正，可以校正n+2個(gè)象差。
如上那樣象差校正計(jì)算單元28算出每次曝光結(jié)束時(shí)校正由于氣壓變化產(chǎn)生的象差所需的透鏡驅(qū)動(dòng)量和曝光光的波長(zhǎng)變更量(和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)量)。根據(jù)這些驅(qū)動(dòng)量在圖3C所示的那種定時(shí)進(jìn)行校正。將這種校正稱為拍攝(shot)間校正，根據(jù)曝光剛結(jié)束后的氣壓數(shù)據(jù)在每個(gè)拍攝與拍攝之間進(jìn)行拍攝間校正。
此外，當(dāng)用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡時(shí)，可以通過改變曝光光的波長(zhǎng)對(duì)全部象差進(jìn)行校正。這時(shí)，象差校正計(jì)算單元28根據(jù)曝光剛結(jié)束后反復(fù)發(fā)送的來自加減法器26的氣壓差數(shù)據(jù)，在光學(xué)設(shè)計(jì)上，算出從對(duì)于離開線性近似的基準(zhǔn)氣壓的氣壓變化的曝光光的波長(zhǎng)變更量特性式算出波長(zhǎng)變更量。而且，具有將該波長(zhǎng)變更量輸入到激光驅(qū)動(dòng)單元70，由曝光光源80的波長(zhǎng)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)88改變波長(zhǎng)，校正由于氣壓變化產(chǎn)生的象差那樣的構(gòu)成。這時(shí)，可以只對(duì)曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行拍攝間的校正，不需要進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向的驅(qū)動(dòng)。
其次，我們說明對(duì)于曝光中的氣壓變化的實(shí)時(shí)校正。
如圖3所示，氣壓總是在變化的，也存在著由于人的主要原因等產(chǎn)生的微小但是急劇的氣壓變化的情形。例如，也存在著由于凈化室中的房門開閉產(chǎn)生0.5hPa/sec左右的氣壓變動(dòng)的情形。因此，即便根據(jù)上述拍攝間校正對(duì)由于氣壓變化引起的象差進(jìn)行校正，如圖3A那樣，當(dāng)曝光中氣壓發(fā)生變化時(shí)，由此，發(fā)生象差，不能夠進(jìn)行高精度的曝光。所以，在本實(shí)施形態(tài)的校正計(jì)算單元10中，能夠?qū)崿F(xiàn)與曝光中(拍攝中)的氣壓變動(dòng)相應(yīng)的實(shí)時(shí)校正驅(qū)動(dòng)。
在圖2的校正計(jì)算單元10中，將數(shù)據(jù)保持單元22的輸出輸入到加減法器26，并且也輸入到加減法器30。在加減法器30中，比較數(shù)據(jù)保持單元22的輸出和來自模型計(jì)算單元20的氣壓數(shù)據(jù)，輸出它們的氣壓差分值。該氣壓差分值，如圖3D所示，表示進(jìn)行拍攝間校正后的氣壓變化，時(shí)時(shí)刻刻，即實(shí)時(shí)地輸入到實(shí)時(shí)象差校正計(jì)算單元32。此外，在本實(shí)施形態(tài)中，在非曝光時(shí)，通過調(diào)整曝光光源的波長(zhǎng)等的其它要因，使用于象差校正的透鏡驅(qū)動(dòng)位置回到中立位置。如果這樣做，則在非曝光時(shí)使用于氣壓校正的透鏡驅(qū)動(dòng)量置零，抑制透鏡驅(qū)動(dòng)量的乘積值，能夠在較少的透鏡驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)校正由于氣壓變化引起的象差，可以實(shí)現(xiàn)透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)略化和小型/輕量化。
在實(shí)時(shí)校正計(jì)算單元32中，算出用于在光軸方向上改變m組透鏡的位置，校正m個(gè)象差的透鏡驅(qū)動(dòng)量。此外，m為1組以上時(shí)，組數(shù)在拍攝間校正中使用的n組以下。
例如，試著考慮通過驅(qū)動(dòng)m＝3組的透鏡對(duì)3個(gè)象差，假定，投影放大倍數(shù)、畸變、慧差進(jìn)行校正的情形。當(dāng)令輸入到校正計(jì)算單元32的氣壓變化為ΔP-RT時(shí)，由于該氣壓變化產(chǎn)生的象差用下列公式(5)預(yù)測(cè)為ΔMagRT、ΔDistRT、ΔCmRT。當(dāng)令校正這些象差所需的3組透鏡驅(qū)動(dòng)量為ΔL1RT、ΔL2RT、ΔL3RT，將與各透鏡驅(qū)動(dòng)有關(guān)的各個(gè)象差靈敏度表示為3行3列的行列式ART時(shí)，用行列式計(jì)算公式(6)、(7)，通過解行列式計(jì)算公式(8)算出對(duì)由于氣壓變化產(chǎn)生的象差進(jìn)行校正所需的各驅(qū)動(dòng)量ΔL1RT、ΔL2RT、ΔL3RT。這里，ART-1是3行3列的行列式ART的逆行列式。
ΔMagRTΔDistRTΔCmRT=δMagδDistδCmΔPRT...(5)]]>Mag1Mag2Mag3Dist1Dist2Dist3Cm1Cm2Cm3ΔL1RTΔL2RTΔL3RT=ΔMagRTΔDistRTΔCmRT...(6)]]>ART=Mag1Mag2Mag3Dist1Dist2Dist3Cm1Cm2Cm3...(7)]]>ΔL1RTΔL2RTΔL3RT=ART-1ΔMagRTΔDistRTΔCmRT...(8)]]>如上所述，在象差校正計(jì)算單元32中，從加減法器30實(shí)時(shí)地發(fā)送經(jīng)過拍攝間校正后的氣壓變化數(shù)據(jù)，即氣壓差分值。而且，象差校正計(jì)算單元32根據(jù)實(shí)時(shí)地發(fā)送過來的氣壓變化數(shù)據(jù)(在本實(shí)施形態(tài)中為從上次拍攝結(jié)束時(shí)的氣壓變化)，用公式(5)預(yù)測(cè)由于氣壓變化產(chǎn)生的象差，用公式(8)實(shí)時(shí)地算出校正象差所需的透鏡驅(qū)動(dòng)量。將算出的透鏡驅(qū)動(dòng)量輸入到加法器34，加上前面說明的由拍攝間校正產(chǎn)生的透鏡驅(qū)動(dòng)量，輸出到透鏡驅(qū)動(dòng)單元50。透鏡驅(qū)動(dòng)單元50通過透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元在光軸方向上實(shí)時(shí)地改變透鏡的位置，實(shí)時(shí)地校正由于氣壓變化產(chǎn)生的象差。
又，也可以通過在光軸方向上驅(qū)動(dòng)晶片臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦點(diǎn)的校正。所以，也可以具有通過在光軸方向上改變晶片臺(tái)130的位置對(duì)焦點(diǎn)進(jìn)行校正的構(gòu)成。這時(shí)，當(dāng)由于氣壓變化數(shù)據(jù)而發(fā)生焦點(diǎn)誤差和由于上述透鏡驅(qū)動(dòng)而發(fā)生焦點(diǎn)誤差時(shí)，用另一種方法在象差校正計(jì)算單元32中計(jì)算該焦點(diǎn)誤差，實(shí)時(shí)地得到用于校正焦點(diǎn)的晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)量。將該晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)量輸入到加法器36，并加上來自象差校正計(jì)算單元28的焦點(diǎn)校正信號(hào)(拍攝間用的校正信號(hào))，輸出到晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元65。這樣，可以具有通過在光軸方向上改變晶片臺(tái)130的位置，校正焦點(diǎn)的構(gòu)成。
此外，這時(shí)，通過m組的透鏡驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)，可以校正m+1個(gè)象差，當(dāng)m＝n組時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)地校正n+1個(gè)象差。
如上那樣象差校正計(jì)算單元32算出校正由于曝光中的氣壓變化產(chǎn)生的象差所需的透鏡驅(qū)動(dòng)量(和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)量)。根據(jù)這些驅(qū)動(dòng)量，對(duì)由于曝光處理中的氣壓變動(dòng)產(chǎn)生的象差進(jìn)行校正，即在圖3D所示的那種定時(shí)進(jìn)行象差校正。將這種校正稱為實(shí)時(shí)校正。這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，通過曝光剛結(jié)束后的拍攝間校正，完成象差校正，能夠通過實(shí)時(shí)地校正由于拍攝間發(fā)生氣壓變化引起的象差進(jìn)行校正。
如以上說明的那樣，如果根據(jù)第1實(shí)施形態(tài)，則當(dāng)用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡時(shí)，可以通過n組的透鏡驅(qū)動(dòng)、光源的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)，在由于氣壓變化產(chǎn)生的象差中在拍攝間對(duì)n+2個(gè)象差進(jìn)行校正，可以在拍攝中實(shí)時(shí)地校正n+1個(gè)象差。又，當(dāng)用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡時(shí)，可以通過n組的透鏡驅(qū)動(dòng)、光源的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)，在由于氣壓變化產(chǎn)生的象差中，在拍攝間通過驅(qū)動(dòng)曝光光的波長(zhǎng)對(duì)全部象差進(jìn)行校正，可以在拍攝中通過n組的透鏡驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)地校正n+1個(gè)象差。
因此，在用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的情形中和不是那樣的情形中，能夠?qū)崟r(shí)地校正由于曝光中和非曝光時(shí)的微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化產(chǎn)生的象差，能夠構(gòu)成可以實(shí)現(xiàn)高精度曝光的曝光裝置。
(第2實(shí)施形態(tài))
其次，我們說明第2實(shí)施形態(tài)。在第1實(shí)施形態(tài)中，在拍攝間和拍攝中切換象差校正工作，但是在第2實(shí)施形態(tài)中通過在粗的時(shí)間間隔中進(jìn)行象差校正和在細(xì)的時(shí)間間隔中進(jìn)行象差校正，切換象差校正工作。
在下面說明的第2實(shí)施形態(tài)中，在細(xì)的時(shí)間間隔中的象差校正中，通過透鏡的光軸方向驅(qū)動(dòng)對(duì)象差進(jìn)行校正，而在粗的時(shí)間間隔中的象差校正通過曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)或透鏡的光軸方向驅(qū)動(dòng)和曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)對(duì)象差進(jìn)行校正。這里，在到晶片曝光處理中的曝光中和當(dāng)非曝光時(shí)反復(fù)實(shí)施在細(xì)的時(shí)間間隔中的象差校正，而當(dāng)晶片交換處理時(shí)實(shí)施在粗的時(shí)間間隔中的象差校正。
第2實(shí)施形態(tài)中的校正計(jì)算單元10的構(gòu)成與第1實(shí)施形態(tài)(圖2)相同。在第2實(shí)施形態(tài)中，來自主控制單元60的定時(shí)信號(hào)是不同的。
即，在1個(gè)晶片的曝光處理全部結(jié)束后向圖2中的數(shù)據(jù)保持單元22發(fā)出來自主控制單元60的定時(shí)信號(hào)，在該定時(shí)，將來自模型計(jì)算單元20的信號(hào)保持在數(shù)據(jù)保持單元22中。當(dāng)晶片交換時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，也可以在該期間數(shù)次發(fā)出定時(shí)信號(hào)，更新數(shù)據(jù)保持單元22的氣壓數(shù)據(jù)。將與該定時(shí)信號(hào)相應(yīng)地實(shí)施的象差校正作為粗的時(shí)間間隔的象差校正。所以，粗的時(shí)間間隔的象差校正與第1實(shí)施形態(tài)中的拍攝間校正相同。
當(dāng)晶片交換結(jié)束，開始對(duì)新裝載的晶片進(jìn)行曝光處理時(shí)，直到對(duì)該晶片的曝光處理全部結(jié)束，不輸出來自主控制單元60的定時(shí)信號(hào)。所以，保持單元22保持氣壓數(shù)據(jù)不變，在1個(gè)晶片的曝光中和非曝光時(shí)的氣壓變化引起的象差的校正成為反復(fù)進(jìn)行與第1實(shí)施形態(tài)的實(shí)時(shí)校正相同的校正。將該象差校正作為細(xì)的時(shí)間間隔的象差校正。
如以上那樣，在第2實(shí)施形態(tài)中，當(dāng)用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡時(shí)，可以通過n組的透鏡驅(qū)動(dòng)、光源的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)，在由于氣壓變化產(chǎn)生的象差中，在晶片交換間時(shí)對(duì)n+2個(gè)象差進(jìn)行校正，可以在拍攝中和拍攝間實(shí)時(shí)地校正n+1個(gè)象差。又，當(dāng)用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡時(shí)，可以通過n組的透鏡驅(qū)動(dòng)、光源的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)，在由于氣壓變化產(chǎn)生的象差中，在晶片交換間時(shí)通過驅(qū)動(dòng)曝光光的波長(zhǎng)對(duì)全部象差進(jìn)行校正，可以在拍攝中和拍攝間實(shí)時(shí)地校正n+1個(gè)象差。
因此，在用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的情形中和不是這樣的情形中，也能夠?qū)崟r(shí)地校正由于在曝光中和非曝光時(shí)的微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化產(chǎn)生的象差，能夠構(gòu)成可以實(shí)現(xiàn)高精度曝光的曝光裝置。
(第3實(shí)施形態(tài))其次，我們說明根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)。在第3實(shí)施形態(tài)中，因?yàn)楸鹊?實(shí)施形態(tài)和第2實(shí)施形態(tài)更迅速并且高精度地進(jìn)行象差校正，所以能夠達(dá)到使用于檢測(cè)氣壓變動(dòng)的氣壓計(jì)的高精度化和高速化的目的。
圖4是與本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)有關(guān)的曝光裝置的構(gòu)成的圖。在進(jìn)行與第1實(shí)施形態(tài)(圖1)相同的工作的構(gòu)成單元上加上相同的標(biāo)號(hào)，并省略對(duì)它們的說明。下面，我們?cè)敿?xì)說明與第1實(shí)施形態(tài)不同的構(gòu)成單元。
在第3實(shí)施形態(tài)(圖4)中，在圖1的構(gòu)成中，加上新的氣壓計(jì)122，設(shè)置校正計(jì)算單元10a。這里，為了說明方便起見，將氣壓計(jì)120稱為第1氣壓計(jì)122，將氣壓計(jì)122稱為第2氣壓計(jì)。
第1氣壓計(jì)120是高精度地測(cè)定氣壓絕對(duì)值的氣壓計(jì)(具有與環(huán)境相應(yīng)的校正功能的氣壓計(jì))，第2氣壓計(jì)122是比第1氣壓計(jì)120更高速地測(cè)定氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值的氣壓計(jì)。測(cè)定氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)可以不受溫度和濕度的影響高精度地測(cè)定氣壓，但是為了除去溫度和濕度的影響輸出氣壓測(cè)定值，作為傳感器的應(yīng)答速度慢。另一方面，測(cè)定氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值的第2氣壓計(jì)，例如，用由激光干涉儀構(gòu)成的波長(zhǎng)跟蹤器(Wave Length Tracker)測(cè)定氣壓，它的應(yīng)答速度極高。波長(zhǎng)跟蹤器是利用激光測(cè)定媒質(zhì)，即，空氣的折射率的測(cè)量器，能夠?qū)τ诓煌臍鈮?、溫度和濕度高速地輸出氣壓?br>
當(dāng)令n折射率、壓力P[Torr]、溫度T[℃]、相對(duì)濕度H[％]時(shí)，用Elden公式，將由HeNe激光器構(gòu)成的波長(zhǎng)跟蹤器的輸出公式表示如下。
n＝1+a×P×[{1+P×(c-d×T)×10-6}/(1+b×T)]-e×F …(9)F＝H×fsat/100…(10)fsat＝4.07859739+0.44301857×T+0.00232093×T2+0.00045785×T3…(11)a＝3.83639×10-7b＝0.003661c＝0.817d＝0.0133e＝5.607943×10-8從上述公式(9)，因?yàn)槿绻麥囟萒和相對(duì)濕度H恒定，則波長(zhǎng)跟蹤器輸出的折射率n隨氣壓P變化，所以通過從該折射率倒算過來能夠算出氣壓P，可以將波長(zhǎng)跟蹤器作為氣壓計(jì)進(jìn)行構(gòu)成。
但是，因?yàn)樵摬ㄩL(zhǎng)跟蹤器對(duì)于溫度和相對(duì)濕度也具有靈敏度，所以當(dāng)用作氣壓計(jì)時(shí)，這些環(huán)境條件必須恒定。波長(zhǎng)跟蹤器對(duì)于溫度變動(dòng)0.01℃作為氣壓計(jì)的氣壓誤差為0.034hPa，對(duì)于濕度變動(dòng)1％作為氣壓計(jì)的氣壓誤差為0.045hPa。因此，為了通過減少氣壓測(cè)定誤差得到高精度的氣壓變化對(duì)象差進(jìn)行校正，至少需要將溫度變化抑制在0.01℃以下，將濕度變化抑制在1％以下。
一般地，我們考慮因?yàn)樵谄毓庋b置內(nèi)部為了維持裝置精度要在0.01℃左右以下的精度進(jìn)行溫度控制，所以溫度變化十分小，能夠忽略溫度變化引起的波長(zhǎng)跟蹤器的測(cè)量誤差。另一方面，關(guān)于濕度，不進(jìn)行有效控制的情形很多，存在著雖然微小但是緩慢變化的情形。這時(shí)，我們從公式(9)和公式(10)可以看到，由于濕度變化，從波長(zhǎng)跟蹤器輸出的折射率變化，產(chǎn)生氣壓誤差。
又，即便當(dāng)濕度變動(dòng)小時(shí)，因?yàn)槌霈F(xiàn)濕度使折射率偏移20的情況，所以通過更正確地檢測(cè)濕度值，根據(jù)公式(9)和公式(10)，當(dāng)不對(duì)由于濕度引起的折射率偏移進(jìn)行校正時(shí)，不能夠算出正確的氣壓值。
因此，在第3實(shí)施形態(tài)中，作為第1氣壓計(jì)120，設(shè)置應(yīng)答速度慢但是不受溫度和濕度的影響，檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的氣壓計(jì)，作為第2氣壓計(jì)122，設(shè)置高速檢測(cè)氣壓的絕對(duì)值或相對(duì)值，但是容易受溫度和濕度的影響的氣壓計(jì)。而且，根據(jù)應(yīng)答速度慢但是能夠高精度地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)120的輸出，對(duì)應(yīng)答速度快但是對(duì)于濕度等的氣壓以外的環(huán)境變化也具有靈敏度的第2氣壓計(jì)122的輸出進(jìn)行校正。因此，通過高速并且高精度地檢測(cè)在曝光中和非曝光時(shí)的微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化，實(shí)時(shí)地校正由于氣壓變化引起的象差，能夠構(gòu)成可以實(shí)現(xiàn)高精度曝光的曝光裝置。
圖5是與第3實(shí)施形態(tài)有關(guān)的校正計(jì)算單元10a的構(gòu)成圖。在進(jìn)行與第1實(shí)施形態(tài)的校正計(jì)算單元10(圖2)相同的工作的構(gòu)成單元上加上相同的參照標(biāo)號(hào)，并省略對(duì)它們的說明。在校正計(jì)算單元10a中新設(shè)置校正計(jì)算單元18。
我們參照?qǐng)D6說明校正計(jì)算單元18的工作。將第1氣壓計(jì)120的輸出輸入到平均化處理單元14，將第2氣壓計(jì)122的輸出輸入到平均化處理單元12。由平均化處理單元12、14對(duì)各氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行平均化，并輸入到計(jì)算單元15。在計(jì)算單元15中，算出第2氣壓計(jì)122的輸出的平均化處理單元12的輸出數(shù)據(jù)的、對(duì)于根據(jù)第1氣壓計(jì)120的輸出的平均化處理單元14的輸出數(shù)據(jù)的偏移量。具體地說，計(jì)算來自平均化處理單元14和平均化處理單元12的各數(shù)據(jù)的差。將由計(jì)算單元15算出的偏移輸入到校正單元16。校正單元16用來自計(jì)算單元15的偏移信號(hào)對(duì)從第2氣壓計(jì)122時(shí)時(shí)刻刻，即實(shí)時(shí)地發(fā)送過來的氣壓數(shù)據(jù)實(shí)施校正，作為正確的氣壓數(shù)據(jù)輸出到模型計(jì)算單元20。
這里，平均化處理單元12和14中的平均化時(shí)間既可以是數(shù)十秒～數(shù)分鐘左右，也可以是數(shù)十分～數(shù)小時(shí)。例如，在濕度變動(dòng)可能以數(shù)分鐘～數(shù)十分鐘的速度變化的情形中，在進(jìn)行1個(gè)晶片的曝光處理期間對(duì)各氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行平均化，在進(jìn)行晶片交換期間通過用計(jì)算單元15算出偏移，更新這個(gè)值。而且，在晶片曝光處理中，用該更新的偏移對(duì)來自第2氣壓計(jì)122的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。如果這樣做，則對(duì)于每個(gè)晶片由計(jì)算單元15算出作為校正數(shù)據(jù)的偏移值進(jìn)行更新，能夠校正第2氣壓計(jì)122的數(shù)據(jù)。又，在濕度變動(dòng)小的情形中，當(dāng)交換分光板時(shí)和當(dāng)曝光裝置工作時(shí)，最好用平均化處理單元12和14進(jìn)行數(shù)分鐘左右的平均化處理，用計(jì)算單元15算出偏移，更新并保持這個(gè)值，用校正單元16校正第2氣壓計(jì)122的數(shù)據(jù)。
如上所述，如果根據(jù)校正計(jì)算單元18，則用來自應(yīng)答速度慢但是可以高精度地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)120的數(shù)據(jù)，對(duì)來自應(yīng)答速度快但是由于濕度變化等產(chǎn)生氣壓測(cè)定誤差的第2氣壓計(jì)122的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，結(jié)果，能夠得到應(yīng)答速度快并且高精度的氣壓數(shù)據(jù)。又，如圖5所示，模型計(jì)算單元20以后的構(gòu)成與第1和第2實(shí)施形態(tài)相同。
所以，用從校正計(jì)算單元18高速并且高精度地得到的氣壓數(shù)據(jù)，如第1實(shí)施形態(tài)中說明的那樣，可以在拍攝之間和實(shí)時(shí)地并且精密地對(duì)由于氣壓變化引起的象差進(jìn)行校正?；蛘呷绲?實(shí)施形態(tài)中說明的那樣，可以在粗的時(shí)間間隔和細(xì)的時(shí)間間隔中對(duì)象差進(jìn)行校正。
例如，如果將第1實(shí)施形態(tài)的象差校正方法應(yīng)用于第3實(shí)施形態(tài)，則當(dāng)用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡時(shí)，可以通過n組的透鏡驅(qū)動(dòng)、光源的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)，在由于氣壓變化產(chǎn)生的象差中在拍攝間對(duì)n+2個(gè)象差進(jìn)行校正，可以在拍攝中通過n組的透鏡驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)，實(shí)時(shí)地校正n+1個(gè)象差。又，當(dāng)用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡時(shí)，可以在拍攝間通過驅(qū)動(dòng)曝光光的波長(zhǎng)對(duì)由于氣壓變化產(chǎn)生的全部象差進(jìn)行校正，可以在拍攝中通過n組的透鏡驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)地對(duì)n+1個(gè)象差進(jìn)行校正。
特別是，如果根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)的氣壓測(cè)量，則通過用應(yīng)答速度慢但是能夠高精度地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)120的輸出，對(duì)來自應(yīng)答速度快但是對(duì)濕度等的氣壓以外的環(huán)境變化也具有靈敏度的第2氣壓計(jì)122的氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值輸出進(jìn)行校正，能夠高速并且高精度地檢測(cè)在曝光中和非曝光時(shí)的微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化。因此，既在用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的情形中也在不是那樣的情形中，都能夠?qū)崟r(shí)地校正由于曝光中和非曝光時(shí)的微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化產(chǎn)生的象差。
此外，如上所述能夠?qū)⒌?實(shí)施形態(tài)的象差校正方法應(yīng)用于第3實(shí)施形態(tài)，這是不言而喻的。這時(shí)，可以具有通過在細(xì)的時(shí)間間隔中的透鏡驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)對(duì)象差進(jìn)行校正，通過在粗的時(shí)間間隔中的曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)或透鏡驅(qū)動(dòng)和曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)對(duì)象差進(jìn)行校正的構(gòu)成。又，這里，細(xì)的時(shí)間間隔能夠作為在對(duì)晶片進(jìn)行曝光處理時(shí)的曝光中和非曝光時(shí)進(jìn)行的校正間隔。又，粗的時(shí)間間隔也可以作為在對(duì)晶片進(jìn)行交換處理時(shí)的非曝光時(shí)進(jìn)行的校正間隔。
(第4實(shí)施形態(tài))其次，我們說明第4實(shí)施形態(tài)。在第4實(shí)施形態(tài)中，我們說明在用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，或者，具有看作單一的玻璃材料的特性的情形中的象差校正。所以，在第4實(shí)施形態(tài)中，通過變更激光波長(zhǎng)總是能夠?qū)θ肯蟛顚?shí)時(shí)地進(jìn)行校正。
圖7是與第4實(shí)施形態(tài)有關(guān)的校正計(jì)算單元10b的構(gòu)成圖。第4實(shí)施形態(tài)的校正計(jì)算單元具有與第3實(shí)施形態(tài)(圖5)的校正計(jì)算單元10a比較除去數(shù)據(jù)保持單元22、加減法器單元30、象差校正計(jì)算單元32的構(gòu)成。又，象差校正計(jì)算單元32b與象差校正計(jì)算單元28類似，但是只向激光驅(qū)動(dòng)單元70輸出用于波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)的信號(hào)。
構(gòu)成第4實(shí)施形態(tài)的投影光學(xué)系統(tǒng)101的透鏡是用單一的玻璃材料構(gòu)成的，或者，具有看作單一的玻璃材料的特性。因?yàn)閷⑼哥R看作是單一的玻璃材料，所以可以通過驅(qū)動(dòng)曝光光的波長(zhǎng)對(duì)由于氣壓變化產(chǎn)生的全部象差進(jìn)行校正。
根據(jù)來自第1氣壓計(jì)120的數(shù)據(jù)對(duì)由校正計(jì)算單元18實(shí)時(shí)地發(fā)送過來的來自第2氣壓計(jì)122的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，需要時(shí)用模型計(jì)算單元20進(jìn)行模型化計(jì)算。而且，與氣壓基準(zhǔn)值24比較，由加減法器26得到它們的差。象差校正計(jì)算單元28b從對(duì)于氣壓的測(cè)量值(模型計(jì)算單元20的輸出)的，離開基準(zhǔn)氣壓(基準(zhǔn)值24)的變化的曝光光的波長(zhǎng)變更量特性式算出波長(zhǎng)變更量。將算出的波長(zhǎng)變更量輸入到激光驅(qū)動(dòng)單元70。激光驅(qū)動(dòng)單元70與波長(zhǎng)變更量相應(yīng)，由曝光光源80的波長(zhǎng)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)88改變波長(zhǎng)。這樣，校正由于氣壓變化產(chǎn)生的象差。這時(shí)，可以只對(duì)曝光光的波長(zhǎng)變更進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，不需要進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)和晶片臺(tái)的光軸方向的驅(qū)動(dòng)。
如以上那樣，如果根據(jù)第4實(shí)施形態(tài)，則在用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的情形中，通過在拍攝間和實(shí)時(shí)校正以及通過曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)對(duì)由于氣壓變化產(chǎn)生的象差進(jìn)行校正。特別是，通過用應(yīng)答速度慢但是能夠高精度地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)120的輸出，對(duì)來自應(yīng)答速度快但是對(duì)濕度等的氣壓以外的環(huán)境變化也具有靈敏度的第2氣壓計(jì)122的輸出(氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值)進(jìn)行校正，能夠高速并且高精度地檢測(cè)在曝光中和非曝光時(shí)的微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化，所以能夠?qū)崟r(shí)地校正由于氣壓變化引起的象差，能夠構(gòu)成可以實(shí)現(xiàn)高精度曝光的曝光裝置。
(第5實(shí)施形態(tài))其次，我們說明根據(jù)本發(fā)明的第5實(shí)施形態(tài)。第5實(shí)施形態(tài)說明不用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的情形。
圖8是與第5實(shí)施形態(tài)有關(guān)的校正計(jì)算單元10c的構(gòu)成圖。第5實(shí)施形態(tài)的校正計(jì)算單元具有用象差校正計(jì)算單元28c置換第4實(shí)施形態(tài)(圖7)的校正計(jì)算單元10b的象差校正計(jì)算單元28b的構(gòu)成。象差校正計(jì)算單元28c與象差校正計(jì)算單元28相同，為了校正由于氣壓變化產(chǎn)生的象差，向透鏡驅(qū)動(dòng)單元輸出透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)，向晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元65輸出晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)，向激光驅(qū)動(dòng)單元70輸出用于波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)的信號(hào)。
在第5實(shí)施形態(tài)中，不用單一的玻璃材料構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡。因此，在象差校正計(jì)算單元28c中，根據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送的來自加減法器26的氣壓差數(shù)據(jù)，用公式(1)預(yù)測(cè)由于氣壓變化產(chǎn)生的象差，用公式(4)算出校正象差所需的透鏡驅(qū)動(dòng)量和曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)量。將算出的透鏡驅(qū)動(dòng)量輸出到透鏡驅(qū)動(dòng)單元50，由透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元在光軸方向上改變透鏡的位置，校正由于氣壓變化產(chǎn)生的象差。又，通過將算出的曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)量輸入到激光驅(qū)動(dòng)單元70，由曝光光源80的波長(zhǎng)選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)88改變波長(zhǎng)，校正由于氣壓變化產(chǎn)生的象差。
又，對(duì)焦點(diǎn)的校正也可以通過在光軸方向上驅(qū)動(dòng)晶片臺(tái)130進(jìn)行校正。如下地進(jìn)行由晶片臺(tái)130實(shí)施的校正。通過晶片臺(tái)130實(shí)施的校正如下進(jìn)行。首先，當(dāng)由于氣壓變化發(fā)生焦點(diǎn)誤差和由于上述透鏡驅(qū)動(dòng)和波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)發(fā)生焦點(diǎn)誤差時(shí)，用另一種方法在象差校正計(jì)算單元28c中計(jì)算該焦點(diǎn)誤差，得到用于焦點(diǎn)校正的晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)量。將該晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)量輸出到晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元65。晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元65在光軸方向上改變晶片臺(tái)130的位置，校正焦點(diǎn)。除了通過上述n組的透鏡驅(qū)動(dòng)和波長(zhǎng)變更校正象差(校正n+1個(gè)象差)外，再加上通過這種晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)校正象差，可以校正n+2個(gè)象差。
第5實(shí)施形態(tài)的象差校正計(jì)算單元28c，不管在曝光中和非曝光時(shí)，總是算出校正由于氣壓變化產(chǎn)生的象差所需的透鏡驅(qū)動(dòng)量和曝光光的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)量(和晶片臺(tái)的光軸方向驅(qū)動(dòng)量)。特別是，通過用應(yīng)答速度慢但是能夠高精度地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)120的輸出，對(duì)來自應(yīng)答速度快但是對(duì)濕度等的氣壓以外的環(huán)境變化也具有靈敏度的第2氣壓計(jì)122的輸出(氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值)進(jìn)行校正，能夠高速并且高精度地檢測(cè)在曝光中和非曝光時(shí)的微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化，所以，能夠?qū)崟r(shí)地校正由于氣壓變化引起的象差，能夠構(gòu)成可以實(shí)現(xiàn)高精度曝光的曝光裝置。
其次我們說明利用上述說明的曝光裝置的器件制造方法的實(shí)施形態(tài)。圖10表示微小器件(IC和LSI等的半導(dǎo)體芯片、液晶面板、CCD、薄膜磁頭、微小機(jī)器等)的制造流程。
在步驟S101(設(shè)計(jì)電路)，進(jìn)行半導(dǎo)體器件的電路設(shè)計(jì)。在步驟S102(制作掩模)，制作形成設(shè)計(jì)的電路圖案的掩模。另一方面，在步驟S103(制造晶片)，用硅等材料制造晶片。在步驟S104(加工晶片)，稱為前工序，用上述準(zhǔn)備好的掩模和晶片，用光刻技術(shù)在晶片上形成實(shí)際的電路。其次，步驟S105(組裝)，稱為后工序，是用在步驟S104制作的晶片實(shí)施半導(dǎo)體芯片化的工序，包含裝配工序(切割、焊接)、包裝工序(封入芯片)等的工序。在步驟S106(檢查)，進(jìn)行在步驟S105制作的半導(dǎo)體器件的工作確認(rèn)試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)等的檢查。經(jīng)過這些工序完成半導(dǎo)體器件，運(yùn)出半導(dǎo)體器件(步驟S107)。
圖11表示上述晶片加工的詳細(xì)流程。在步驟S111(氧化)，對(duì)晶片表面進(jìn)行氧化。在步驟S112(CVD)，在晶片表面上形成絕緣膜。在步驟S113(形成電極)，通過蒸涂在晶片上形成電極。在步驟S114(注入離子)，將離子注入晶片。在步驟S115(抗蝕劑處理)，在晶片上涂敷感光劑。在步驟S116(曝光)，用上述說明的曝光裝置在晶片上燒結(jié)并曝光掩模的電路圖案。在步驟S117(顯影)，對(duì)曝光過的晶片實(shí)施顯影。在步驟S118(刻蝕)，除去經(jīng)過顯影的抗蝕劑像以外的部分。在步驟S119(剝離抗蝕劑)，完成刻蝕除去變得不需要的抗蝕劑。通過反復(fù)進(jìn)行這些步驟，在晶片上形成多重電路圖案。
如以上說明的那樣，如果根據(jù)本發(fā)明，則校正由于微小的氣壓變化和急劇的氣壓變化產(chǎn)生的光學(xué)系統(tǒng)的象差，可以實(shí)現(xiàn)高精度的曝光處理。
因?yàn)樵诓幻撾x本發(fā)明的精神和范圍的條件下能夠形成許多明顯的非常不同的實(shí)施形態(tài)，所以我們應(yīng)該懂得本發(fā)明不限于這里所說的具體實(shí)施形態(tài)，除了在附加的權(quán)利要求書中定義的那些實(shí)施形態(tài)外。
權(quán)利要求
1.一種曝光裝置，其特征在于它備有測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)的附近或內(nèi)部的氣壓的氣壓測(cè)量部件、包含通過驅(qū)動(dòng)上述投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡從而調(diào)整象差在內(nèi)，根據(jù)上述氣壓測(cè)量部件所測(cè)量的氣壓而反復(fù)校正象差的第1校正部件、和包含通過變更曝光光源的波長(zhǎng)從而調(diào)整象差在內(nèi)，根據(jù)上述氣壓測(cè)量部件所測(cè)量的氣壓，以比由上述第1校正部件反復(fù)校正象差的時(shí)間間隔長(zhǎng)的時(shí)間間隔校正象差的第2校正部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于在上述第2校正部件中校正比上述第1校正部件多的象差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于至少在拍攝曝光中實(shí)施上述第1校正部件，在非拍攝曝光時(shí)實(shí)施上述第2校正部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于在從開始對(duì)晶片的曝光處理到結(jié)束對(duì)全部拍攝的曝光之間實(shí)施上述第1校正部件，結(jié)束上述曝光后在該晶片交換中實(shí)施上述第2校正部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于上述第2校正部件通過變更上述波長(zhǎng)或變更上述波長(zhǎng)和驅(qū)動(dòng)上述透鏡而執(zhí)行象差校正。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于它進(jìn)一步備有通過在光軸方向上驅(qū)動(dòng)晶片臺(tái)從而調(diào)整象差的晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)部件，上述第1校正部件和上述第2校正部件進(jìn)一步用上述晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)部件執(zhí)行象差校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于上述氣壓測(cè)量部件具有檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)、比上述第1氣壓計(jì)更高速地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值的第2氣壓計(jì)、和用上述第1氣壓計(jì)的輸出而校正上述第2氣壓計(jì)的輸出，將校正結(jié)果作為上述測(cè)量的氣壓值而輸出的校正部件。
8.一種曝光裝置，其特征在于它備有檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)、比上述第1氣壓計(jì)更高速地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值的第2氣壓計(jì)、用上述第1氣壓計(jì)的輸出而校正上述第2氣壓計(jì)的輸出，將校正結(jié)果作為測(cè)量的氣壓值而輸出的校正部件、和根據(jù)上述校正部件輸出的氣壓值進(jìn)行象差校正的象差校正部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的曝光裝置，其特征在于上述象差校正部件使用以下象差校正中的至少任何一種進(jìn)行象差校正用通過變更曝光光源的波長(zhǎng)而調(diào)整象差的波長(zhǎng)變更部件的象差校正、用通過驅(qū)動(dòng)投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡而調(diào)整象差的透鏡驅(qū)動(dòng)部件的象差校正、和用通過在光軸方向上驅(qū)動(dòng)晶片臺(tái)而調(diào)整象差的晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)部件的象差校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求7到9中任何一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于上述第2氣壓計(jì)是由激光干涉儀構(gòu)成的。
11.一種根據(jù)由測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)的附近或內(nèi)部的氣壓的氣壓測(cè)量部件測(cè)量的測(cè)量氣壓值而校正象差的象差校正方法，其特征在于它備有包含通過驅(qū)動(dòng)上述投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡從而調(diào)整象差在內(nèi)，根據(jù)上述氣壓測(cè)量部件所測(cè)量的氣壓值，對(duì)預(yù)定數(shù)量的象差反復(fù)進(jìn)行校正的第1校正工序、和包含通過變更曝光光源的波長(zhǎng)從而調(diào)整象差在內(nèi)，根據(jù)上述氣壓測(cè)量部件所測(cè)量的氣壓，以比由上述第1校正工序反復(fù)校正象差的時(shí)間間隔長(zhǎng)的時(shí)間間隔校正象差的第2校正工序。
12.一種在曝光裝置中校正伴隨氣壓變動(dòng)的象差的方法，其特征在于它備有用檢測(cè)氣壓絕對(duì)值的第1氣壓計(jì)的輸出，校正比上述第1氣壓計(jì)更高速地檢測(cè)氣壓絕對(duì)值或相對(duì)值的第2氣壓計(jì)的輸出，將校正結(jié)果作為測(cè)量的氣壓值而輸出的校正工序、和根據(jù)由上述校正工序輸出的氣壓值進(jìn)行象差校正的象差校正工序。
全文摘要
一種曝光裝置，具有檢測(cè)氣壓的氣壓計(jì)、驅(qū)動(dòng)投影光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的透鏡驅(qū)動(dòng)單元、改變曝光光源的波長(zhǎng)的光源波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)單元、和可以在光軸方向上驅(qū)動(dòng)晶片臺(tái)的晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元，可以通過透鏡驅(qū)動(dòng)單元、光源波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)單元和晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元校正由于氣壓變動(dòng)產(chǎn)生的象差。這里，在該曝光裝置的拍攝曝光中用透鏡驅(qū)動(dòng)單元和/或晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元校正象差，在非曝光時(shí)(拍攝之間)用光源波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)單元和/或透鏡驅(qū)動(dòng)單元和晶片臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元校正象差。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1530753SQ200410028478
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者岡田芳幸 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社