JP2000003872A - 走査露光方法及び該方法を用いるデバイス製造方法 - Google Patents
走査露光方法及び該方法を用いるデバイス製造方法Info
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- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- 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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スリットスキャン露光方式で露光を行うとき
に露光対象となる物体上の露光量を適正化する。 【解決手段】 露光対象となるウエハＷに照射される露
光ビームのエネルギーＰを検出し、その検出された露光
ビームのエネルギーＰとウエハＷの適正露光量Ｓとに基
づいて、そのウエハＷを走査露光するための露光量制御
パラメータ（露光ビームの発振周波数ｆなど）を決定す
る。
に露光対象となる物体上の露光量を適正化する。 【解決手段】 露光対象となるウエハＷに照射される露
光ビームのエネルギーＰを検出し、その検出された露光
ビームのエネルギーＰとウエハＷの適正露光量Ｓとに基
づいて、そのウエハＷを走査露光するための露光量制御
パラメータ（露光ビームの発振周波数ｆなど）を決定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば矩形又は円弧状
等の照明領域に対してマスク及び感光基板を同期して走
査することにより、マスク上のその照明領域より広い面
積のパターンを感光基板上に露光する所謂スリットスキ
ャン露光方式の投影露光装置に適用して好適な露光方
法、及びこの露光方法を実施できる露光装置に関する。
等の照明領域に対してマスク及び感光基板を同期して走
査することにより、マスク上のその照明領域より広い面
積のパターンを感光基板上に露光する所謂スリットスキ
ャン露光方式の投影露光装置に適用して好適な露光方
法、及びこの露光方法を実施できる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子又
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラス
プレート等の感光基板上に露光する投影露光装置が使用
されている。最近は、半導体素子の１個のチップパター
ン等が大型化する傾向にあり、投影露光装置において
は、レチクル上のより大きな面積のパターンを感光基板
上に露光する大面積化が求められている。
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラス
プレート等の感光基板上に露光する投影露光装置が使用
されている。最近は、半導体素子の１個のチップパター
ン等が大型化する傾向にあり、投影露光装置において
は、レチクル上のより大きな面積のパターンを感光基板
上に露光する大面積化が求められている。
【０００３】斯かる大面積化に応えるために、例えば矩
形、円弧状又は６角形等の照明領域（これを「スリット
状の照明領域」という）に対してレチクル及び感光基板
を同期して走査することにより、レチクル上のそのスリ
ット状の照明領域より広い面積のパターンを感光基板上
に露光する所謂スリットスキャン露光方式の投影露光装
置が開発されている。従来は、レチクル上にそのスリッ
ト状の照明領域を設定するために、レチクルと実質的に
共役な位置又はレチクルの近傍にそのスリット状の照明
領域を決定する可動の遮光手段が配置されていた。そし
て、そのレチクル上のスリット状の照明領域の形状及び
このスリット状の照明領域の感光基板上での形状は、設
計値又は装置定数として管理されていた。
形、円弧状又は６角形等の照明領域（これを「スリット
状の照明領域」という）に対してレチクル及び感光基板
を同期して走査することにより、レチクル上のそのスリ
ット状の照明領域より広い面積のパターンを感光基板上
に露光する所謂スリットスキャン露光方式の投影露光装
置が開発されている。従来は、レチクル上にそのスリッ
ト状の照明領域を設定するために、レチクルと実質的に
共役な位置又はレチクルの近傍にそのスリット状の照明
領域を決定する可動の遮光手段が配置されていた。そし
て、そのレチクル上のスリット状の照明領域の形状及び
このスリット状の照明領域の感光基板上での形状は、設
計値又は装置定数として管理されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の投影
露光装置において、照明光学系はレチクルを均一な照度
で照明する様に設計されている。今、感光基板の露光面
上での照度（像面照度）をＩ［ｍＷ／ｃｍ2 ］、所望の
露光量（感光基板上の感光材の感度）をＳ［ｍＪ／ｃｍ
2 ］、スリット状の照明領域の感光基板の露光面上での
走査方向の幅をＤ［ｍｍ］、レチクル及びウエハのウエ
ハの露光面に換算した走査速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］と
おくと、必要な露光時間ｔ［ｓｅｃ］は下記の式で表現
される。
露光装置において、照明光学系はレチクルを均一な照度
で照明する様に設計されている。今、感光基板の露光面
上での照度（像面照度）をＩ［ｍＷ／ｃｍ2 ］、所望の
露光量（感光基板上の感光材の感度）をＳ［ｍＪ／ｃｍ
2 ］、スリット状の照明領域の感光基板の露光面上での
走査方向の幅をＤ［ｍｍ］、レチクル及びウエハのウエ
ハの露光面に換算した走査速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］と
おくと、必要な露光時間ｔ［ｓｅｃ］は下記の式で表現
される。
【０００５】ｔ＝Ｓ／Ｉ＝Ｄ／ｖ （１） この場合、露光量Ｓはオペレータにより入力され、照度
Ｉは通常そのときの光源の強度により予め決まってお
り、オペレータにより入力された露光量Ｓを達成するた
めには、スリット状の照明領域の走査方向の幅Ｄに応じ
て、走査速度ｖを決定する必要がある。また、非常に露
光量Ｓの値が小さく、走査速度ｖが装置として可能な最
大走査速度ｖmax を越えてしまうときには、照明光学系
内の減光手段により照度Ｉを小さくするか、又はスリッ
ト状の照明領域の走査方向の幅Ｄを小さくする必要があ
る。
Ｉは通常そのときの光源の強度により予め決まってお
り、オペレータにより入力された露光量Ｓを達成するた
めには、スリット状の照明領域の走査方向の幅Ｄに応じ
て、走査速度ｖを決定する必要がある。また、非常に露
光量Ｓの値が小さく、走査速度ｖが装置として可能な最
大走査速度ｖmax を越えてしまうときには、照明光学系
内の減光手段により照度Ｉを小さくするか、又はスリッ
ト状の照明領域の走査方向の幅Ｄを小さくする必要があ
る。
【０００６】図４は、感光基板上でのスリット状の照明
領域に対応する領域の種々の例を示し、図４（ａ）は走
査方向の幅Ｄの長方形状の照明領域に対応する領域３０
を示し、図４（ｂ）は走査方向の幅Ｄの円弧状の照明領
域に対応する領域３１を示す。また、図４（ｃ）は、特
公昭４６−３４０５７号公報に開示されている走査方向
の幅Ｄの六角形状の照明領域に対応する領域３２を示
し、走査方向に垂直な方向（非走査方向）の領域３２の
両端部３２ａ及び３２ｂは、隣り合う走査領域と重複し
て走査される場合に有利な形状となっている。同様に、
図４（ｄ）は、特公昭５３−２５７９０号公報に開示さ
れている走査方向の幅Ｄの菱形状の照明領域に対応する
領域３３を示し、非走査方向の領域３３の両端部３３ａ
及び３３ｂも、隣り合う走査領域と重複して走査される
際に有利な形状となっている。
領域に対応する領域の種々の例を示し、図４（ａ）は走
査方向の幅Ｄの長方形状の照明領域に対応する領域３０
を示し、図４（ｂ）は走査方向の幅Ｄの円弧状の照明領
域に対応する領域３１を示す。また、図４（ｃ）は、特
公昭４６−３４０５７号公報に開示されている走査方向
の幅Ｄの六角形状の照明領域に対応する領域３２を示
し、走査方向に垂直な方向（非走査方向）の領域３２の
両端部３２ａ及び３２ｂは、隣り合う走査領域と重複し
て走査される場合に有利な形状となっている。同様に、
図４（ｄ）は、特公昭５３−２５７９０号公報に開示さ
れている走査方向の幅Ｄの菱形状の照明領域に対応する
領域３３を示し、非走査方向の領域３３の両端部３３ａ
及び３３ｂも、隣り合う走査領域と重複して走査される
際に有利な形状となっている。
【０００７】しかしながら、従来はそれらスリット状の
照明領域の走査方向の幅Ｄの測定手段が投影露光装置に
備わっていなかったため、その走査方向の実際の幅Ｄが
設計値又は装置定数から外れている場合に、感光基板上
に適正露光量の露光を行うことが困難であるという不都
合があった。本発明は斯かる点に鑑み、スリット状の照
明領域に対して相対的にレチクル及び感光基板を同期し
て走査することにより、レチクル上のパターンをその感
光基板上に露光する際に、感光基板上に適正露光量の露
光を行うことができる走査露光方法を提供することを目
的とする。また、本発明はそのような走査露光方法を用
いて高精度にデバイスを製造できるデバイス製造方法を
提供することをも目的とする。
照明領域の走査方向の幅Ｄの測定手段が投影露光装置に
備わっていなかったため、その走査方向の実際の幅Ｄが
設計値又は装置定数から外れている場合に、感光基板上
に適正露光量の露光を行うことが困難であるという不都
合があった。本発明は斯かる点に鑑み、スリット状の照
明領域に対して相対的にレチクル及び感光基板を同期し
て走査することにより、レチクル上のパターンをその感
光基板上に露光する際に、感光基板上に適正露光量の露
光を行うことができる走査露光方法を提供することを目
的とする。また、本発明はそのような走査露光方法を用
いて高精度にデバイスを製造できるデバイス製造方法を
提供することをも目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の走査
露光方法は、パルス発振型の露光ビームに対して第１物
体を移動するのに同期して、露光ビームに対して第２物
体を移動することによって、その第２物体を走査露光す
る走査露光方法において、その第２物体に対する適正露
光量とその露光ビームのエネルギーとに基づいて、その
走査露光のときのその露光ビームの発振周波数を決定す
るものである。
露光方法は、パルス発振型の露光ビームに対して第１物
体を移動するのに同期して、露光ビームに対して第２物
体を移動することによって、その第２物体を走査露光す
る走査露光方法において、その第２物体に対する適正露
光量とその露光ビームのエネルギーとに基づいて、その
走査露光のときのその露光ビームの発振周波数を決定す
るものである。
【０００９】また、本発明による第２の走査露光方法
は、パルス発振型の露光ビームに対して第１物体を移動
するのに同期して、露光ビームに対して第２物体を移動
することによって、その第２物体を走査露光する走査露
光方法において、その第２物体に対する適正露光量とそ
の露光ビームのエネルギーとに基づいて、その走査露光
のときのその第２物体の移動方向に関するその露光ビー
ムの照射領域の幅を決定するものである。
は、パルス発振型の露光ビームに対して第１物体を移動
するのに同期して、露光ビームに対して第２物体を移動
することによって、その第２物体を走査露光する走査露
光方法において、その第２物体に対する適正露光量とそ
の露光ビームのエネルギーとに基づいて、その走査露光
のときのその第２物体の移動方向に関するその露光ビー
ムの照射領域の幅を決定するものである。
【００１０】また、本発明による第３の走査露光方法
は、パルス発振型の露光ビームに対して第１物体を移動
するのに同期して、投影系を通過した露光ビームに対し
て第２物体を移動することによって、その第２物体を走
査露光する走査露光方法において、その第２物体の露光
を開始する前に、その露光ビームのエネルギーに関する
情報を検出し、その第２物体に対する適正露光量と、そ
の検出されたエネルギー情報とに基づいて、その第２物
体を走査露光するための露光量制御パラメータを決定す
るものである。
は、パルス発振型の露光ビームに対して第１物体を移動
するのに同期して、投影系を通過した露光ビームに対し
て第２物体を移動することによって、その第２物体を走
査露光する走査露光方法において、その第２物体の露光
を開始する前に、その露光ビームのエネルギーに関する
情報を検出し、その第２物体に対する適正露光量と、そ
の検出されたエネルギー情報とに基づいて、その第２物
体を走査露光するための露光量制御パラメータを決定す
るものである。
【００１１】この場合、その第２物体の移動中にその第
２物体上の各点に照射される露光ビームのパルス数が整
数化されるように、その第２物体を走査露光するための
露光量制御パラメータを決定することが望ましい。ま
た、本発明による第４の走査露光方法は、露光ビームに
対して被露光体を相対移動しながらその被露光体を走査
露光する走査露光方法であって、その被露光体に対する
適正露光量に基づいてその走査露光中のその被露光体の
移動速度を求め、該求められた移動速度が可能な最大移
動速度を超えてしまうときは、その露光ビームのエネル
ギーを小さくするものである。
２物体上の各点に照射される露光ビームのパルス数が整
数化されるように、その第２物体を走査露光するための
露光量制御パラメータを決定することが望ましい。ま
た、本発明による第４の走査露光方法は、露光ビームに
対して被露光体を相対移動しながらその被露光体を走査
露光する走査露光方法であって、その被露光体に対する
適正露光量に基づいてその走査露光中のその被露光体の
移動速度を求め、該求められた移動速度が可能な最大移
動速度を超えてしまうときは、その露光ビームのエネル
ギーを小さくするものである。
【００１２】また、本発明による第５の走査露光方法
は、露光ビームに対して被露光体を相対移動しながらそ
の被露光体を走査露光する走査露光方法であって、その
被露光体に対する適正露光量に基づいてその被露光体の
移動速度を求め、該求められた移動速度が可能な最大移
動速度を超えてしまうときは、その被露光体の移動方向
に関するその露光ビームの照射領域の幅を小さくするも
のである。
は、露光ビームに対して被露光体を相対移動しながらそ
の被露光体を走査露光する走査露光方法であって、その
被露光体に対する適正露光量に基づいてその被露光体の
移動速度を求め、該求められた移動速度が可能な最大移
動速度を超えてしまうときは、その被露光体の移動方向
に関するその露光ビームの照射領域の幅を小さくするも
のである。
【００１３】また、本発明による第６の走査露光方法
は、露光ビームを発射するビーム照射系と、該ビーム照
射系からの露光ビームに対して被露光体を移動する走査
手段と、そのビーム照射系による露光ビームの照射を制
御するとともに、その走査手段によるその被露光体の移
動を制御する制御系とを用い、その露光ビームに対して
その被露光体を相対移動しながらその被露光体を走査露
光する走査露光方法であって、その制御系は、その被露
光体に対する適正露光量が大きい場合はその走査手段を
制御してその露光ビームに対するその被露光体の移動速
度を小さくし、その被露光体に対する適正露光量が小さ
い場合はその走査手段を制御してその露光ビームに対す
るその被露光体の移動速度を大きくするとともに、その
露光ビームに対するその被露光体の移動速度が所定の最
大速度を超えないようにそのビーム照射系による露光ビ
ームの照射を制御するものである。
は、露光ビームを発射するビーム照射系と、該ビーム照
射系からの露光ビームに対して被露光体を移動する走査
手段と、そのビーム照射系による露光ビームの照射を制
御するとともに、その走査手段によるその被露光体の移
動を制御する制御系とを用い、その露光ビームに対して
その被露光体を相対移動しながらその被露光体を走査露
光する走査露光方法であって、その制御系は、その被露
光体に対する適正露光量が大きい場合はその走査手段を
制御してその露光ビームに対するその被露光体の移動速
度を小さくし、その被露光体に対する適正露光量が小さ
い場合はその走査手段を制御してその露光ビームに対す
るその被露光体の移動速度を大きくするとともに、その
露光ビームに対するその被露光体の移動速度が所定の最
大速度を超えないようにそのビーム照射系による露光ビ
ームの照射を制御するものである。
【００１４】次に、本発明によるデバイス製造方法は、
本発明の走査露光方法を用いるものである。
本発明の走査露光方法を用いるものである。
【００１５】
【作用】斯かる本発明の走査露光方法によれば、スリッ
トスキャン露光方式で第１物体としてのマスク（Ｒ）の
パターンを第２物体（又は被露光体）としての感光基板
（Ｗ）上へ露光する前に、一例として感光基板（Ｗ）の
配置面でスリット状の照明領域（２６）に対応する領域
（２６Ｐ）のその相対的な走査方向の幅が実際に計測さ
れる。従って、この計測された幅に基づいて、マスク
（Ｒ）及び感光基板（Ｗ）のスリット状の照明領域（２
６）に対する走査速度及び感光基板（Ｗ）に対する単位
時間当りの露光エネルギーを制御することにより、感光
基板（Ｗ）に対する露光量を適正露光量に正確に制御で
きる。
トスキャン露光方式で第１物体としてのマスク（Ｒ）の
パターンを第２物体（又は被露光体）としての感光基板
（Ｗ）上へ露光する前に、一例として感光基板（Ｗ）の
配置面でスリット状の照明領域（２６）に対応する領域
（２６Ｐ）のその相対的な走査方向の幅が実際に計測さ
れる。従って、この計測された幅に基づいて、マスク
（Ｒ）及び感光基板（Ｗ）のスリット状の照明領域（２
６）に対する走査速度及び感光基板（Ｗ）に対する単位
時間当りの露光エネルギーを制御することにより、感光
基板（Ｗ）に対する露光量を適正露光量に正確に制御で
きる。
【００１６】そして、その露光エネルギーを制御するた
めに、第１、第２、第３、第４、第５、及び第６の走査
露光方法では、それぞれ露光ビームの発振周波数、露光
ビームの照射領域の幅、露光量制御パラメータ、被露光
体の移動速度に応じた露光ビームのエネルギー、被露光
体の移動速度に応じた照射領域の幅、及び被露光体の移
動速度に応じた露光ビームの照射を制御している。
めに、第１、第２、第３、第４、第５、及び第６の走査
露光方法では、それぞれ露光ビームの発振周波数、露光
ビームの照射領域の幅、露光量制御パラメータ、被露光
体の移動速度に応じた露光ビームのエネルギー、被露光
体の移動速度に応じた照射領域の幅、及び被露光体の移
動速度に応じた露光ビームの照射を制御している。
【００１７】また、本発明において、更に計測手段（２
０）でスリット状の照明領域（２６）に対応する感光基
板（Ｗ）上の領域（２６Ｐ）の走査方向の幅を計測する
と、この結果に基づいて感光基板（Ｗ）に対する露光量
を適正露光量に正確に制御できる。
０）でスリット状の照明領域（２６）に対応する感光基
板（Ｗ）上の領域（２６Ｐ）の走査方向の幅を計測する
と、この結果に基づいて感光基板（Ｗ）に対する露光量
を適正露光量に正確に制御できる。
【００１８】また、計測手段（２０）が、その照明光学
系からの照明光のステージ（１８）上での照度均一性を
測定するための光電検出手段で兼用されている場合に
は、新たに計測手段を付加する必要が無い。更に、計測
手段（２０）により計測されたスリット状の照明領域
（２６）の感光基板（Ｗ）上でのその相対的な走査方向
の幅に基づいて、スリット状の照明領域（２６）のその
相対的な走査方向の幅を補正する補正手段（７，１２，
１５）を設けた場合には、その幅を例えば正確に設計値
に設定することができる。
系からの照明光のステージ（１８）上での照度均一性を
測定するための光電検出手段で兼用されている場合に
は、新たに計測手段を付加する必要が無い。更に、計測
手段（２０）により計測されたスリット状の照明領域
（２６）の感光基板（Ｗ）上でのその相対的な走査方向
の幅に基づいて、スリット状の照明領域（２６）のその
相対的な走査方向の幅を補正する補正手段（７，１２，
１５）を設けた場合には、その幅を例えば正確に設計値
に設定することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１〜図３を
参照して説明する。本実施例は、光源としてエキシマレ
ーザ光源等のパルス発振型の露光光源を有するスリット
スキャン露光方式の投影露光装置に本発明を適用したも
のである。図１は本実施例の投影露光装置を示し、この
図１において、パルス発振型の光源１から射出されたレ
ーザビームは、シリンダーレンズやビームエキスパンダ
等で構成されるビーム整形光学系２により、後続のフラ
イアイレンズ４に効率よく入射するようにビームの断面
形状が整形される。ビーム整形光学系２から射出された
レーザビームは減光手段３に入射する。減光手段３は透
過率の粗調部と微調部を有するものとする。減光手段５
から射出されたレーザビームはフライアイレンズ４に入
射する。
参照して説明する。本実施例は、光源としてエキシマレ
ーザ光源等のパルス発振型の露光光源を有するスリット
スキャン露光方式の投影露光装置に本発明を適用したも
のである。図１は本実施例の投影露光装置を示し、この
図１において、パルス発振型の光源１から射出されたレ
ーザビームは、シリンダーレンズやビームエキスパンダ
等で構成されるビーム整形光学系２により、後続のフラ
イアイレンズ４に効率よく入射するようにビームの断面
形状が整形される。ビーム整形光学系２から射出された
レーザビームは減光手段３に入射する。減光手段３は透
過率の粗調部と微調部を有するものとする。減光手段５
から射出されたレーザビームはフライアイレンズ４に入
射する。
【００２０】フライアイレンズ４は、後続の視野絞り７
及びレチクルＲを均一な照度で照明するためのものであ
る。フライアイレンズ４から射出されるレーザビーム
は、反射率が小さく透過率の大きなビームスプリッター
５に入射し、ビームスプリッター５を通過したレーザビ
ームは、第１リレーレンズ６により視野絞り７上を均一
な照度で照明する。本実施例の視野絞り７の開口部の形
状は長方形である。
及びレチクルＲを均一な照度で照明するためのものであ
る。フライアイレンズ４から射出されるレーザビーム
は、反射率が小さく透過率の大きなビームスプリッター
５に入射し、ビームスプリッター５を通過したレーザビ
ームは、第１リレーレンズ６により視野絞り７上を均一
な照度で照明する。本実施例の視野絞り７の開口部の形
状は長方形である。
【００２１】視野絞り７を通過したレーザビームは、第
２リレーレンズ８、折り曲げミラー９及びメインコンデ
ンサーレンズ１０を経て、レチクルステージ１１上のレ
チクルＲを均一な照度で照明する。視野絞り７とレチク
ルＲのパターン形成面とは共役であり、視野絞り７の開
口部と共役なレチクルＲ上の長方形のスリット状の照明
領域２６にレーザビームが照射される。視野絞り７の開
口部の形状を駆動部１２を介して変化させることによ
り、そのスリット状の照明領域２６の形状を調整するこ
とができる。
２リレーレンズ８、折り曲げミラー９及びメインコンデ
ンサーレンズ１０を経て、レチクルステージ１１上のレ
チクルＲを均一な照度で照明する。視野絞り７とレチク
ルＲのパターン形成面とは共役であり、視野絞り７の開
口部と共役なレチクルＲ上の長方形のスリット状の照明
領域２６にレーザビームが照射される。視野絞り７の開
口部の形状を駆動部１２を介して変化させることによ
り、そのスリット状の照明領域２６の形状を調整するこ
とができる。
【００２２】レチクルＲ上のスリット状の照明領域２６
内のパターン像が投影光学系１６を介してウエハＷ上に
投影露光される。投影光学系１６の光軸に平行にＺ軸を
とり、その光軸に垂直な平面内でスリット状の照明領域
２６に対するレチクルＲの走査方向をＸ方向とすると、
レチクルステージ１１はレチクルステージ駆動部１３に
よりＸ方向に走査される。また、レチクルステージ駆動
部１３は、装置全体の動作を制御する主制御系１４の指
示で動作する演算部１５により制御されている。
内のパターン像が投影光学系１６を介してウエハＷ上に
投影露光される。投影光学系１６の光軸に平行にＺ軸を
とり、その光軸に垂直な平面内でスリット状の照明領域
２６に対するレチクルＲの走査方向をＸ方向とすると、
レチクルステージ１１はレチクルステージ駆動部１３に
よりＸ方向に走査される。また、レチクルステージ駆動
部１３は、装置全体の動作を制御する主制御系１４の指
示で動作する演算部１５により制御されている。
【００２３】一方、ウエハＷはウエハホルダー１７を介
して、少なくともＸ方向（図１では左右方向）に走査可
能なＸＹステージ１８上に載置されている。図示省略す
るも、ＸＹステージ１８とウエハホルダー１７との間に
は、ウエハＷをＺ方向に位置決めするＺステージ等が介
装されている。スリットスキャン露光時には、レチクル
ＲがＸ方向に走査されるのに同期して、ＸＹステージ１
８を介してウエハＷは−Ｘ方向に走査されるが、そのＸ
Ｙステージ１８の動作はウエハステージ駆動部１９によ
り行われる。
して、少なくともＸ方向（図１では左右方向）に走査可
能なＸＹステージ１８上に載置されている。図示省略す
るも、ＸＹステージ１８とウエハホルダー１７との間に
は、ウエハＷをＺ方向に位置決めするＺステージ等が介
装されている。スリットスキャン露光時には、レチクル
ＲがＸ方向に走査されるのに同期して、ＸＹステージ１
８を介してウエハＷは−Ｘ方向に走査されるが、そのＸ
Ｙステージ１８の動作はウエハステージ駆動部１９によ
り行われる。
【００２４】ＸＹステージ１８上には光電検出器２０が
載置され、本実施例では、この光電検出器２０を用いて
レチクルＲ上のスリット状の照明領域２６と共役なスリ
ット状の露光領域２６Ｐの形状を測定する。また、その
光電検出器２０は、本出願人が特開昭５７−１１７２３
８号公報で開示しているように、ＸＹステージ１８上で
の露光光としてのレーザビームの照度均一性を測定する
際にも使用されるものである。光電検出器２０として
は、例えばウエハＷの露光面と同一の高さに設置された
ピンホールと、その直下に配置されたフォトダイオード
やＰＩＮフォトダイオード又はフォトマルチプライア等
とを一体化したものが使用される。但し、スリット状の
照明領域２６Ｐの形状を計測するためであれば、光電検
出器２０として、１次元のアレイ・センサー又は２次元
のアレイ・センサー等をも使用できる。光電検出器２０
からの光電変換信号は増幅器２１を介して演算部１５に
送られる。
載置され、本実施例では、この光電検出器２０を用いて
レチクルＲ上のスリット状の照明領域２６と共役なスリ
ット状の露光領域２６Ｐの形状を測定する。また、その
光電検出器２０は、本出願人が特開昭５７−１１７２３
８号公報で開示しているように、ＸＹステージ１８上で
の露光光としてのレーザビームの照度均一性を測定する
際にも使用されるものである。光電検出器２０として
は、例えばウエハＷの露光面と同一の高さに設置された
ピンホールと、その直下に配置されたフォトダイオード
やＰＩＮフォトダイオード又はフォトマルチプライア等
とを一体化したものが使用される。但し、スリット状の
照明領域２６Ｐの形状を計測するためであれば、光電検
出器２０として、１次元のアレイ・センサー又は２次元
のアレイ・センサー等をも使用できる。光電検出器２０
からの光電変換信号は増幅器２１を介して演算部１５に
送られる。
【００２５】また、ビームスプリッター５で反射された
レーザビームは、光電変換素子よりなる露光量モニター
２２で受光され、露光量モニター２２の光電変換信号が
増幅器２３を介して演算部１５に供給される。演算部１
５は、後述のように光電検出器２０を用いてスリット状
の露光領域２６Ｐの形状を求め、この計測結果に基づい
て駆動部１２を介して視野絞り７の開口部の形状を調整
するか、又はレチクルＲ及びウエハＷのスリット状の照
明領域２６に対する走査速度を調整する。また、そのス
リット状の露光領域２６Ｐの形状の計測結果は主制御系
１４に供給され、主制御系１４は、必要に応じて光源１
の出力パワーを調整するか、又は減光手段３における透
過率を調整する。オペレータは入出力手段２４を介して
主制御系１４にレチクルＲのパターン情報等を入力する
ことができ、主制御系１４には各種情報を蓄積できるメ
モリ２５が備えられている。
レーザビームは、光電変換素子よりなる露光量モニター
２２で受光され、露光量モニター２２の光電変換信号が
増幅器２３を介して演算部１５に供給される。演算部１
５は、後述のように光電検出器２０を用いてスリット状
の露光領域２６Ｐの形状を求め、この計測結果に基づい
て駆動部１２を介して視野絞り７の開口部の形状を調整
するか、又はレチクルＲ及びウエハＷのスリット状の照
明領域２６に対する走査速度を調整する。また、そのス
リット状の露光領域２６Ｐの形状の計測結果は主制御系
１４に供給され、主制御系１４は、必要に応じて光源１
の出力パワーを調整するか、又は減光手段３における透
過率を調整する。オペレータは入出力手段２４を介して
主制御系１４にレチクルＲのパターン情報等を入力する
ことができ、主制御系１４には各種情報を蓄積できるメ
モリ２５が備えられている。
【００２６】次に、本実施例で露光を行う際の動作につ
いて説明する。露光を行う前に先ず、レチクルＲとし
て、スリット状の照明領域２６の光を通過させるための
開口部を有するレチクル（照明形状測定用レチクル）を
設定し、そのレチクルの開口部がスリット状の照明領域
２６の一方のエッジの下に位置するように、レチクルス
テージ１１を介してそのレチクルを位置決めする。その
ような照明形状測定用レチクルを使用する代わりに、一
般のレチクルに測定用開口部を必ず設けるようにしてお
いてもよい。そのレチクルの開口部は必ずしもスリット
状の照明領域２６より大きい必要はなく、ＸＹステージ
１８上の光電検出器２０の受光部の大きさ（ピンホール
が有るときはピンホールの大きさ）をレチクル面に換算
した程度の大きさよりも大きければ良い。
いて説明する。露光を行う前に先ず、レチクルＲとし
て、スリット状の照明領域２６の光を通過させるための
開口部を有するレチクル（照明形状測定用レチクル）を
設定し、そのレチクルの開口部がスリット状の照明領域
２６の一方のエッジの下に位置するように、レチクルス
テージ１１を介してそのレチクルを位置決めする。その
ような照明形状測定用レチクルを使用する代わりに、一
般のレチクルに測定用開口部を必ず設けるようにしてお
いてもよい。そのレチクルの開口部は必ずしもスリット
状の照明領域２６より大きい必要はなく、ＸＹステージ
１８上の光電検出器２０の受光部の大きさ（ピンホール
が有るときはピンホールの大きさ）をレチクル面に換算
した程度の大きさよりも大きければ良い。
【００２７】また、走査を行わない静的な状態でのウエ
ハＷ上の照度均一性が保たれているとすれば、そのレチ
クル上の開口部が、スリット状の照明領域２６の一方の
エッジ部に対して一致するように走査方向にレチクルス
テージ１１を位置決めすればよい。そのような開口部が
形成されたレチクルを入れる必要があるのは、そのレチ
クルが無いと光路長が変わって視野絞り７とウエハＷの
露光面との共役関係がずれるためである。そして、レチ
クル上の開口部が比較的大きい場合にはレチクルステー
ジ１１を固定した状態で、ＸＹステージ１８を介して、
そのレチクル上の開口部の投影像内のスリット状の露光
領域２６Ｐを光電検出器２０によってＸ方向に走査す
る。
ハＷ上の照度均一性が保たれているとすれば、そのレチ
クル上の開口部が、スリット状の照明領域２６の一方の
エッジ部に対して一致するように走査方向にレチクルス
テージ１１を位置決めすればよい。そのような開口部が
形成されたレチクルを入れる必要があるのは、そのレチ
クルが無いと光路長が変わって視野絞り７とウエハＷの
露光面との共役関係がずれるためである。そして、レチ
クル上の開口部が比較的大きい場合にはレチクルステー
ジ１１を固定した状態で、ＸＹステージ１８を介して、
そのレチクル上の開口部の投影像内のスリット状の露光
領域２６Ｐを光電検出器２０によってＸ方向に走査す
る。
【００２８】図２は、スリット状の露光領域２６Ｐに対
する光電検出器２０の走査方法を示し、この図２におい
て、Ｘ方向への軌跡２７Ａに沿ってスリット状の露光領
域２６Ｐに対して光電検出器２０の受光部２０ａを走査
することにより、その露光領域２６Ｐの走査方向のエッ
ジ部の位置を計測する。例えば、Ｘ方向に垂直なＹ方向
に所定間隔で設定された軌跡２７Ａ，２７Ｃ，‥‥に沿
ってそれぞれスリット状の露光領域２６Ｐの幅Ｗを計測
することにより、スリット状の露光領域２６Ｐが円弧状
であってもその形状を計測することができる。
する光電検出器２０の走査方法を示し、この図２におい
て、Ｘ方向への軌跡２７Ａに沿ってスリット状の露光領
域２６Ｐに対して光電検出器２０の受光部２０ａを走査
することにより、その露光領域２６Ｐの走査方向のエッ
ジ部の位置を計測する。例えば、Ｘ方向に垂直なＹ方向
に所定間隔で設定された軌跡２７Ａ，２７Ｃ，‥‥に沿
ってそれぞれスリット状の露光領域２６Ｐの幅Ｗを計測
することにより、スリット状の露光領域２６Ｐが円弧状
であってもその形状を計測することができる。
【００２９】また、本例の光源１としてエキシマレーザ
光源が使用されている場合、エキシマレーザ光源はパル
ス発振型であり、主制御系１４から送られる発光トリガ
により発光する。その発光トリガに同期してＸＹステー
ジ１８の位置をモニターする不図示の測長装置（例えば
レーザ干渉計）の位置情報出力と、光電検出器２０の増
幅器２１を介した出力信号とを演算部１５に取り込む。
エキシマレーザ光源のパルス発光エネルギーのばらつき
が大きいときには、露光量モニター２２の出力信号で光
電検出器２０の出力信号を除算してやれば、エネルギー
のばらつきは補正される。
光源が使用されている場合、エキシマレーザ光源はパル
ス発振型であり、主制御系１４から送られる発光トリガ
により発光する。その発光トリガに同期してＸＹステー
ジ１８の位置をモニターする不図示の測長装置（例えば
レーザ干渉計）の位置情報出力と、光電検出器２０の増
幅器２１を介した出力信号とを演算部１５に取り込む。
エキシマレーザ光源のパルス発光エネルギーのばらつき
が大きいときには、露光量モニター２２の出力信号で光
電検出器２０の出力信号を除算してやれば、エネルギー
のばらつきは補正される。
【００３０】ところで、スリット状の露光領域２６Ｐを
Ｘ方向に光電検出器２０で走査したときに光電検出器２
０から得られる光電変換信号Ｉは、設計上は図３（ｂ）
に示すように示すように矩形形状をしているが、視野絞
り７の設置誤差や照明光学系の収差等により、図３
（ａ）に示すような波形となっている。そこで、例えば
光電変換信号Ｉの最大値Ｉ0 の１／２のレベルでその光
電変換信号ＩをスライスしたときのＸ方向の位置Ｘ1
を、そのスリット状の露光領域２６Ｐの一方のエッジ部
とみなす。
Ｘ方向に光電検出器２０で走査したときに光電検出器２
０から得られる光電変換信号Ｉは、設計上は図３（ｂ）
に示すように示すように矩形形状をしているが、視野絞
り７の設置誤差や照明光学系の収差等により、図３
（ａ）に示すような波形となっている。そこで、例えば
光電変換信号Ｉの最大値Ｉ0 の１／２のレベルでその光
電変換信号ＩをスライスしたときのＸ方向の位置Ｘ1
を、そのスリット状の露光領域２６Ｐの一方のエッジ部
とみなす。
【００３１】次に、光電検出器２０をスリット状の露光
領域２６Ｐの他方のエッジ部近傍に移動して同様の測定
を行う。レチクルの遮光パターンによりスリット状の照
明領域２６内のレーザビームが遮光されてしまう場合に
は、レチクルステージ１１を介してそのレチクル上の開
口部をスリット状の照明領域２６の他方のエッジ部の直
下に移動させて、そのレチクルを停止した後に、光電検
出器２０を走査してスリット状の露光領域２６Ｐの他方
のエッジ部の位置を測定する。この測定結果から他方の
エッジ部の位置Ｘ2 が求まる。位置Ｘ1 と位置Ｘ2 との
差からスリット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅Ｄが
算出される。
領域２６Ｐの他方のエッジ部近傍に移動して同様の測定
を行う。レチクルの遮光パターンによりスリット状の照
明領域２６内のレーザビームが遮光されてしまう場合に
は、レチクルステージ１１を介してそのレチクル上の開
口部をスリット状の照明領域２６の他方のエッジ部の直
下に移動させて、そのレチクルを停止した後に、光電検
出器２０を走査してスリット状の露光領域２６Ｐの他方
のエッジ部の位置を測定する。この測定結果から他方の
エッジ部の位置Ｘ2 が求まる。位置Ｘ1 と位置Ｘ2 との
差からスリット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅Ｄが
算出される。
【００３２】尚、図３（ａ）に示したようなスリット状
露光領域２６Ｐのエッジ部領域よりもレチクル上の開口
部が小さい場合には、位置Ｘ1 と位置Ｘ2 の計測時にウ
エハステージ１８のみならず、レチクルステージ１１も
同期して走査しなければならない。
露光領域２６Ｐのエッジ部領域よりもレチクル上の開口
部が小さい場合には、位置Ｘ1 と位置Ｘ2 の計測時にウ
エハステージ１８のみならず、レチクルステージ１１も
同期して走査しなければならない。
【００３３】また、視野絞り７の開口部が駆動部１２に
より可動の場合には、その幅Ｄの非走査方向（Ｙ方向）
の一様性を検査する必要がある。なぜならば、非走査方
向に幅Ｄが一様でないと、スリットスキャン露光方式で
露光した後のウエハＷ上の照度均一性が損なわれてしま
うためである。そこで、光電検出器２０による幅Ｄの測
定は、図２に示したように、非走査方向（Ｙ方向）の２
箇所以上、例えば、露光領域２６Ｐの中央及び両端部の
３箇所で測定する必要がある。その結果、視野絞り７の
開口部の走査方向の幅の一様性が十分でないときには、
駆動部１２を介して視野絞り７の平行出しの微調整を行
う。
より可動の場合には、その幅Ｄの非走査方向（Ｙ方向）
の一様性を検査する必要がある。なぜならば、非走査方
向に幅Ｄが一様でないと、スリットスキャン露光方式で
露光した後のウエハＷ上の照度均一性が損なわれてしま
うためである。そこで、光電検出器２０による幅Ｄの測
定は、図２に示したように、非走査方向（Ｙ方向）の２
箇所以上、例えば、露光領域２６Ｐの中央及び両端部の
３箇所で測定する必要がある。その結果、視野絞り７の
開口部の走査方向の幅の一様性が十分でないときには、
駆動部１２を介して視野絞り７の平行出しの微調整を行
う。
【００３４】なお、光電検出器２０がピンホール式では
なく、Ｙ方向に配列された１次元のアレイセンサーの場
合には、１回の走査及び測定で非走査方向への測定をも
行うことができるが、レチクル上にもそのアレイセンサ
ーの受光部と共役なＹ方向に大きな開口部を形成する必
要がある。また、光電検出器２０が、２次元のアレイセ
ンサーで、且つその面積がスリット状の露光領域２６Ｐ
より大きければ、１回の静止状態の測定でスリット状の
露光領域２６Ｐの走査方向及び非走査方向の形状を測定
できるが、レチクル上にも更に大きい開口部を形成する
必要がある。
なく、Ｙ方向に配列された１次元のアレイセンサーの場
合には、１回の走査及び測定で非走査方向への測定をも
行うことができるが、レチクル上にもそのアレイセンサ
ーの受光部と共役なＹ方向に大きな開口部を形成する必
要がある。また、光電検出器２０が、２次元のアレイセ
ンサーで、且つその面積がスリット状の露光領域２６Ｐ
より大きければ、１回の静止状態の測定でスリット状の
露光領域２６Ｐの走査方向及び非走査方向の形状を測定
できるが、レチクル上にも更に大きい開口部を形成する
必要がある。
【００３５】ところで、視野絞り７が予め十分に調整さ
れた固定式のものであれば、スリット状の露光領域２６
Ｐの幅Ｄの測定は、時々経時変化をチェックする程度に
行って、その測定結果でメモリ２５内の装置定数を変更
すれば良い。また、スリット状の露光領域２６Ｐの両側
のエッジの平行度が保証されている場合には、非走査方
向の１箇所で幅Ｄの計測を行うだけで十分である。
れた固定式のものであれば、スリット状の露光領域２６
Ｐの幅Ｄの測定は、時々経時変化をチェックする程度に
行って、その測定結果でメモリ２５内の装置定数を変更
すれば良い。また、スリット状の露光領域２６Ｐの両側
のエッジの平行度が保証されている場合には、非走査方
向の１箇所で幅Ｄの計測を行うだけで十分である。
【００３６】図１において、上述のように計測されたス
リット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅Ｄがメモリ２
５に格納された後に、露光用のレチクルＲをレチクルス
テージ１１上に設置し、露光用のウエハＷをウエハホル
ダー１７上に載置して、実際の露光動作が始まる。先
ず、オペレータが入出力手段２４から主制御系１４に対
して、ウエハＷに対する適正露光量を入力し、この適正
露光量が主制御系１４から演算部１５に送られる。次
に、ウエハＷの露光面上の照度の測定に入る。ウエハＷ
の露光面上の照度測定は、予め、ウエハＷの露光面での
パルスエネルギーＰ［ｍＪ／ｃｍ2・pulse ］と対応関係
がとれている露光量モニター２２によってもよく、ある
いはＸＹステージ１８上の光電検出器２０の出力信号を
利用してもよい。
リット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅Ｄがメモリ２
５に格納された後に、露光用のレチクルＲをレチクルス
テージ１１上に設置し、露光用のウエハＷをウエハホル
ダー１７上に載置して、実際の露光動作が始まる。先
ず、オペレータが入出力手段２４から主制御系１４に対
して、ウエハＷに対する適正露光量を入力し、この適正
露光量が主制御系１４から演算部１５に送られる。次
に、ウエハＷの露光面上の照度の測定に入る。ウエハＷ
の露光面上の照度測定は、予め、ウエハＷの露光面での
パルスエネルギーＰ［ｍＪ／ｃｍ2・pulse ］と対応関係
がとれている露光量モニター２２によってもよく、ある
いはＸＹステージ１８上の光電検出器２０の出力信号を
利用してもよい。
【００３７】さて、光源１からのパルスレーザ光のパル
スエネルギーＰの測定が終了すると、以下のように露光
量制御用のパラメータが決定される。以下、簡単のため
にパルスエネルギーＰのばらつきは十分小さく、パルス
エネルギーＰを一定値とみなしうる場合について述べ
る。この場合、光源１の発振周波数をｆ［Ｈｚ］とする
と、ウエハの露光面上での照度Ｉ［ｍＷ／ｃｍ2 ］は、
次のようになる。
スエネルギーＰの測定が終了すると、以下のように露光
量制御用のパラメータが決定される。以下、簡単のため
にパルスエネルギーＰのばらつきは十分小さく、パルス
エネルギーＰを一定値とみなしうる場合について述べ
る。この場合、光源１の発振周波数をｆ［Ｈｚ］とする
と、ウエハの露光面上での照度Ｉ［ｍＷ／ｃｍ2 ］は、
次のようになる。
【００３８】Ｉ＝Ｐ・ｆ （２） 次に露光に必要なパルス数Ｎは、露光時間をｔ［ｓｅ
ｃ］とおくと、次のようになる。 Ｎ＝ｆ・ｔ （３） 従って、ウエハ上での適正露光量をＳ［ｍＪ／ｃｍ
2 ］、レチクル及びウエハのウエハの露光面上に換算し
た走査速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］とすると、式（１）、
（２）、（３）より次式を得る。
ｃ］とおくと、次のようになる。 Ｎ＝ｆ・ｔ （３） 従って、ウエハ上での適正露光量をＳ［ｍＪ／ｃｍ
2 ］、レチクル及びウエハのウエハの露光面上に換算し
た走査速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］とすると、式（１）、
（２）、（３）より次式を得る。
【００３９】Ｎ＝Ｓ／Ｐ＝Ｄｆ／ｖ （４） この式（４）より、Ｓ／Ｐ及びＤｆ／ｖを整数化するよ
うな制御が必要となる。Ｓ／Ｐ及びＤｆ／ｖが整数から
外れれば外れる程、スリットスキャン露光による露光終
了後のウエハ上の照度均一性及び露光量制御精度が劣化
する。そこで先ず、Ｓ／Ｐを整数化するために、パルス
エネルギーＰの微調を行う。これは、図１の減光手段３
の透過率を微調することにより行う。
うな制御が必要となる。Ｓ／Ｐ及びＤｆ／ｖが整数から
外れれば外れる程、スリットスキャン露光による露光終
了後のウエハ上の照度均一性及び露光量制御精度が劣化
する。そこで先ず、Ｓ／Ｐを整数化するために、パルス
エネルギーＰの微調を行う。これは、図１の減光手段３
の透過率を微調することにより行う。
【００４０】一方、式（４）のＤｆ／ｖを整数化するた
めに、スリット状の露光領域２６Ｐの幅Ｗ、発振周波数
ｆ又は走査速度ｖの微調が必要である。幅Ｄを調整する
場合には、駆動部１２を介して視野絞り７を微調する
が、この際に微調精度が十分でないと、先に述べたスリ
ット状の露光領域２６Ｐの幅Ｄの計測が再度必要とな
る。また、発振周波数ｆ又は走査速度ｖを調整する場合
には、それぞれが可変範囲の中に収まるように調整す
る。
めに、スリット状の露光領域２６Ｐの幅Ｗ、発振周波数
ｆ又は走査速度ｖの微調が必要である。幅Ｄを調整する
場合には、駆動部１２を介して視野絞り７を微調する
が、この際に微調精度が十分でないと、先に述べたスリ
ット状の露光領域２６Ｐの幅Ｄの計測が再度必要とな
る。また、発振周波数ｆ又は走査速度ｖを調整する場合
には、それぞれが可変範囲の中に収まるように調整す
る。
【００４１】以上において、エキシマレーザ光源のパル
スエネルギーＰのばらつきは十分小さいとして説明して
来たが、実際にはエキシマレーザ光源は５％（標準偏差
σの３倍で）程度のパルスエネルギーＰのばらつきを有
する。パルスエネルギーＰの平均値をＰＢ、パルスエネ
ルギーＰのばらつき量をΔＰとすると、パルスエネルギ
ーＰのばらつきはΔＰ／ＰＢで表される。このとき、仮
に、１％（３σ）以内の露光量の再現精度Ａを得ようと
するなら、式（４）のパスル数Ｎの値は次式以上にする
必要がある。
スエネルギーＰのばらつきは十分小さいとして説明して
来たが、実際にはエキシマレーザ光源は５％（標準偏差
σの３倍で）程度のパルスエネルギーＰのばらつきを有
する。パルスエネルギーＰの平均値をＰＢ、パルスエネ
ルギーＰのばらつき量をΔＰとすると、パルスエネルギ
ーＰのばらつきはΔＰ／ＰＢで表される。このとき、仮
に、１％（３σ）以内の露光量の再現精度Ａを得ようと
するなら、式（４）のパスル数Ｎの値は次式以上にする
必要がある。
【００４２】 Ｎ≧｛（ΔＰ／ＰＢ）／Ａ｝2 ＝２５ （５） このときは、適正露光量Ｓが小さい露光量の場合には、
式（４）よりパルスエネルギーＰを小さくする必要が生
じ、主制御系１４からの指令に基づいて減光手段３の内
の粗調部により透過率が調整される。このようにして、
式（４）で示される露光に関係するパラメータが決定さ
れた後は、図１において、レチクルＲ及びウエハＷをウ
エハ面上に換算した速度ｖで同期して走査させ、光源１
を周波数ｆで発振させることにより、所望の照度均一性
及び所望の露光量制御精度でウエハＷの露光量を所望の
露光量にできる。
式（４）よりパルスエネルギーＰを小さくする必要が生
じ、主制御系１４からの指令に基づいて減光手段３の内
の粗調部により透過率が調整される。このようにして、
式（４）で示される露光に関係するパラメータが決定さ
れた後は、図１において、レチクルＲ及びウエハＷをウ
エハ面上に換算した速度ｖで同期して走査させ、光源１
を周波数ｆで発振させることにより、所望の照度均一性
及び所望の露光量制御精度でウエハＷの露光量を所望の
露光量にできる。
【００４３】なお、上述実施例では、エキシマレーザ光
源のようなパルス発光源を光源とする場合について述べ
たが、水銀ランプ等の連続光源から、ｇ線又はｉ線等の
光を取り出して露光光とする場合には、図１のビーム整
形光学系２は、コリメータレンズや干渉フィルタから構
成される。また、式（４）に相当する露光関係のパラメ
ータ設定のための条件式は、式（１）で表現され、適正
露光量Ｓに応じて、ウエハの露光面上での照度Ｉ、スリ
ット状の露光領域の幅Ｄ及び走査速度ｖを調整してやれ
ばよい。前述したように非常に適正露光量Ｓの値が小さ
く、走査速度ｖが装置として可能な最大走査速度ｖｍａ
ｘを超えてしまうときには、照明光学系内の減光手段に
より照度Ｉを小さくするか、又はスリット状の照明領域
の走査方向の幅Ｄを小さくする必要がある。
源のようなパルス発光源を光源とする場合について述べ
たが、水銀ランプ等の連続光源から、ｇ線又はｉ線等の
光を取り出して露光光とする場合には、図１のビーム整
形光学系２は、コリメータレンズや干渉フィルタから構
成される。また、式（４）に相当する露光関係のパラメ
ータ設定のための条件式は、式（１）で表現され、適正
露光量Ｓに応じて、ウエハの露光面上での照度Ｉ、スリ
ット状の露光領域の幅Ｄ及び走査速度ｖを調整してやれ
ばよい。前述したように非常に適正露光量Ｓの値が小さ
く、走査速度ｖが装置として可能な最大走査速度ｖｍａ
ｘを超えてしまうときには、照明光学系内の減光手段に
より照度Ｉを小さくするか、又はスリット状の照明領域
の走査方向の幅Ｄを小さくする必要がある。
【００４４】また、露光光源が連続光源の場合には一般
的に図１の減光手段３は必ずしも必須ではなく、走査速
度ｖと幅Ｄのみで調整し、大きな露光量のときには走査
速度ｖを小さくし、小さな露光量のときには走査速度ｖ
を大きくしても良い。また、走査速度ｖが装置として許
容される最大値に達してしまうときには、スリット状の
露光領域の幅Ｄを小さくする必要が生じる。
的に図１の減光手段３は必ずしも必須ではなく、走査速
度ｖと幅Ｄのみで調整し、大きな露光量のときには走査
速度ｖを小さくし、小さな露光量のときには走査速度ｖ
を大きくしても良い。また、走査速度ｖが装置として許
容される最大値に達してしまうときには、スリット状の
露光領域の幅Ｄを小さくする必要が生じる。
【００４５】更に、図１における投影光学系１６は、屈
折式でも、反射式でも、反射屈折式でもよい。また、本
発明は投影露光装置のみならず、コンタクト方式やプロ
キシミティ方式の露光装置でも有効であることは言うま
でもない。このように、本発明は上述実施例に限定され
ず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得
る。
折式でも、反射式でも、反射屈折式でもよい。また、本
発明は投影露光装置のみならず、コンタクト方式やプロ
キシミティ方式の露光装置でも有効であることは言うま
でもない。このように、本発明は上述実施例に限定され
ず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得
る。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、露光ビームがパルス光
であるときにはこの発振周波数、露光ビームの照射領域
の幅、露光量制御パラメータ、露光ビームのエネルギー
等を制御することによって、第２物体（被露光体）とし
ての感光基板上に適正露光量の露光を行うことができる
利点がある。また、感光基板上の照度均一性も向上す
る。
であるときにはこの発振周波数、露光ビームの照射領域
の幅、露光量制御パラメータ、露光ビームのエネルギー
等を制御することによって、第２物体（被露光体）とし
ての感光基板上に適正露光量の露光を行うことができる
利点がある。また、感光基板上の照度均一性も向上す
る。
【図１】本発明の一実施例の投影露光装置を示す構成図
である。
である。
【図２】スリット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅を
測定する場合の説明に供する平面図である。
測定する場合の説明に供する平面図である。
【図３】（ａ）はスリット状の露光領域の幅を測定した
場合に得られる光電変換信号の計測結果の一例を示す波
形図、（ｂ）はスリット状の露光領域の幅を測定した場
合に得られる光電変換信号の設計値の一例を示す波形図
である。
場合に得られる光電変換信号の計測結果の一例を示す波
形図、（ｂ）はスリット状の露光領域の幅を測定した場
合に得られる光電変換信号の設計値の一例を示す波形図
である。
【図４】スリット状の照明領域の感光基板上の共役像
（スリット状の露光領域）の種々の例を示す平面図であ
る。
（スリット状の露光領域）の種々の例を示す平面図であ
る。
１ 光源 ３ 減光手段 ７ 視野絞り １２ 駆動部 Ｒ レチクル １３ レチクルステージ駆動部 １４ 主制御系 １５ 演算部 １６ 投影光学系 Ｗ ウエハ １８ ＸＹステージ １９ ウエハステージ駆動部 ２０ 光電検出器 ２２ 露光量モニター
Claims (22)
- 【請求項１】 パルス発振型の露光ビームに対して第１
物体を移動するのに同期して、露光ビームに対して第２
物体を移動することによって、前記第２物体を走査露光
する走査露光方法において、 前記第２物体に対する適正露光量と前記露光ビームのエ
ネルギーとに基づいて、前記走査露光のときの前記露光
ビームの発振周波数を決定することを特徴とする走査露
光方法。 - 【請求項２】 前記第２物体に対する適正露光量と前記
露光ビームのエネルギーとに基づいて、前記走査露光の
ときの前記第２物体の移動方向に関する前記露光ビーム
の照射領域の幅を決定することを特徴とする請求項１に
記載の走査露光方法。 - 【請求項３】 パルス発振型の露光ビームに対して第１
物体を移動するのに同期して、露光ビームに対して第２
物体を移動することによって、前記第２物体を走査露光
する走査露光方法において、 前記第２物体に対する適正露光量と前記露光ビームのエ
ネルギーとに基づいて、前記走査露光のときの前記第２
物体の移動方向に関する前記露光ビームの照射領域の幅
を決定することを特徴とする走査露光方法。 - 【請求項４】 前記第２物体に対する適正露光量と前記
露光ビームのエネルギーとに基づいて、前記走査露光の
ときの前記第２物体の移動速度を決定することを特徴と
する請求項１から３の何れか一項に記載の走査露光方
法。 - 【請求項５】 前記第２物体に対する適正露光量と前記
露光ビームのエネルギーとに基づいて、前記走査露光の
ときの前記露光ビームのエネルギーを調整することを特
徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の走査露光
方法。 - 【請求項６】 前記露光ビームのエネルギーに関する情
報を検出することを特徴とする請求項１から５の何れか
一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項７】 パルス発振型の露光ビームに対して第１
物体を移動するのに同期して、投影系を通過した露光ビ
ームに対して第２物体を移動することによって、前記第
２物体を走査露光する走査露光方法において、 前記第２物体の露光を開始する前に、前記露光ビームの
エネルギーに関する情報を検出し；前記第２物体に対す
る適正露光量と、前記検出されたエネルギー情報とに基
づいて、前記第２物体を走査露光するための露光量制御
パラメータを決定することを特徴とする走査露光方法。 - 【請求項８】 前記第２物体の移動中に前記第２物体上
の各点に照射される露光ビームのパルス数が整数化され
るように、前記第２物体を走査露光するための露光量制
御パラメータを決定することを特徴とする請求項７に記
載の走査露光方法。 - 【請求項９】 前記制御パラメータは、前記走査露光中
の前記第２物体の移動速度を含むことを特徴とする請求
項７又は８に記載の走査露光方法。 - 【請求項１０】 前記制御パラメータは、前記走査露光
中の前記露光ビームのエネルギーを含むことを特徴とす
る請求項７から９の何れか一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項１１】 前記制御パラメータは、前記走査露光
中の前記露光ビームの発振周波数を含むことを特徴とす
る請求項７から１０の何れか一項に記載の走査露光方
法。 - 【請求項１２】 前記制御パラメータは、前記第２物体
の移動方向に関する前記露光ビームの幅を含むことを特
徴とする請求項７から１１の何れか一項に記載の走査露
光方法。 - 【請求項１３】 前記エネルギー情報の検出は、前記第
２物体の配置面で前記露光ビームを検出することにより
行なわれることを特徴とする請求項５から１１の何れか
一項に記載の走査露光方法。 - 【請求項１４】 前記検出された露光ビームのエネルギ
ーをＰ、前記第２物体に対する適正露光量をＳ、前記走
査露光中に前記第２物体上の各点に照射される露光ビー
ムのパルス数を整数Ｎ、前記走査露光中の前記第２物体
の移動速度をｖ、前記第２物体の移動方向に関する前記
露光ビームの幅をＤ、前記走査露光中の前記露光ビーム
の発振周波数をｆとして、 Ｎ＝Ｓ／Ｐ＝Ｄ・ｆ／ｖ の条件を満たすことを特徴とする請求項８に記載の走査
露光方法。 - 【請求項１５】 前記エネルギー情報の検出は、前記第
２物体の配置面に到達する前に前記露光ビームの一部を
分離し、その分離されたビームを検出することにより行
なわれることを特徴とする請求項６から１４の何れか一
項に記載の走査露光方法。 - 【請求項１６】 前記第２物体の移動中に前記第２物体
の各点に照射される露光ビームのパルス数は、前記露光
ビームのエネルギーのばらつきに基づいて決定されるこ
とを特徴とする請求項１から１５の何れか一項に記載の
走査露光方法。 - 【請求項１７】 前記走査露光中に前記第２物体の各点
に照射される露光ビームのパルス数は、前記第２物体に
対する露光量精度に基づいて決定されることを特徴とす
る請求項１から１６に記載の走査露光方法。 - 【請求項１８】 露光ビームに対して被露光体を相対移
動しながら前記被露光体を走査露光する走査露光方法で
あって、 前記被露光体に対する適正露光量に基づいて前記走査露
光中の前記被露光体の移動速度を求め；該求められた移
動速度が可能な最大移動速度を超えてしまうときは、前
記露光ビームのエネルギーを小さくすることを特徴とす
る走査露光方法。 - 【請求項１９】 露光ビームに対して被露光体を相対移
動しながら前記被露光体を走査露光する走査露光方法で
あって、 前記被露光体に対する適正露光量に基づいて前記被露光
体の移動速度を求め；該求められた移動速度が可能な最
大移動速度を超えてしまうときは、前記被露光体の移動
方向に関する前記露光ビームの照射領域の幅を小さくす
ることを特徴とする走査露光方法。 - 【請求項２０】 前記走査露光中の前記被露光体に照射
される露光ビームの照度をＩ、前記被露光体に対する適
正露光量をＳ、前記走査露光中の前記被露光体の移動速
度をｖ、前記被露光体の移動方向に関する前記露光ビー
ムの幅をＤ、前記被露光体に対して必要な露光時間をｔ
として、 ｔ＝Ｓ／Ｉ＝Ｄ／ｖ の条件を満たすことを特徴とする請求項１８又は１９に
記載の走査露光方法。 - 【請求項２１】 露光ビームを発射するビーム照射系
と、該ビーム照射系からの露光ビームに対して被露光体
を移動する走査手段と、前記ビーム照射系による露光ビ
ームの照射を制御するとともに、前記走査手段による前
記被露光体の移動を制御する制御系とを用い、前記露光
ビームに対して前記被露光体を相対移動しながら前記被
露光体を走査露光する走査露光方法であって、前記制御
系は、前記被露光体に対する適正露光量が大きい場合は
前記走査手段を制御して前記露光ビームに対する前記被
露光体の移動速度を小さくし、前記被露光体に対する適
正露光量が小さい場合は前記走査手段を制御して前記露
光ビームに対する前記被露光体の移動速度を大きくする
とともに、前記露光ビームに対する前記被露光体の移動
速度が所定の最大速度を超えないように前記ビーム照射
系による露光ビームの照射を制御することを特徴とする
走査露光方法。 - 【請求項２２】 請求項１〜２１の何れか一項に記載の
走査露光方法を用いるデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11168953A JP2000003872A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 走査露光方法及び該方法を用いるデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11168953A JP2000003872A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 走査露光方法及び該方法を用いるデバイス製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01448293A Division JP3282167B2 (ja) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | 露光方法、走査型露光装置、及びデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000003872A true JP2000003872A (ja) | 2000-01-07 |
Family
ID=15877621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11168953A Pending JP2000003872A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 走査露光方法及び該方法を用いるデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000003872A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014030645A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | ギガフォトン株式会社 | 光源装置及びデータ処理方法 |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP11168953A patent/JP2000003872A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014030645A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | ギガフォトン株式会社 | 光源装置及びデータ処理方法 |
| JPWO2014030645A1 (ja) * | 2012-08-23 | 2016-07-28 | ギガフォトン株式会社 | 光源装置及びデータ処理方法 |
| US9841684B2 (en) | 2012-08-23 | 2017-12-12 | Gigaphoton Inc. | Light source apparatus and data processing method |
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