JP2001160533A - 投影露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 σおよび投影レンズＮＡに対応した補正値等
が制御装置に記憶されていない場合においても、露光不
能となったり、照度むら等が発生しないようにする。 【解決手段】 σおよび投影レンズのＮＡが設定可能な
投影露光装置において、前記σおよびＮＡの設定変更に
伴なって変動する他の設定値を、前記σおよびＮＡを変
数とする補間式に基づいて求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ等の
半導体回路を製造するための半導体製造用等の投影露光
装置およびデバイス製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のリソグラフィによる半導体微細加
工技術の進展は著しく、露光工程で要求される解像力も
０．２５μｍや０．１８μｍ等と非常に細かいものが要
求されている。そしてこれに対応するために、投影レン
ズの高ＮＡ化、照明系の高σ化が行なわれている。しか
しながら、実際に各露光工程に要求される解像力はその
回路パターンによって異なり、解像力は粗くても高コン
トラストが要求されたり、スループット優先であったり
と様々である。そのため、露光装置のσ（コヒーレンス
ファクタ）や投影レンズのＮＡを可変とし、露光工程に
最適なσや投影レンズＮＡが設定され、露光が行なわれ
ている。

【０００３】図１はこのような投影露光装置の照明装置
の一例を示す。同図において、１は紫外線や遠紫外線を
放射する高輝度の超高圧水銀灯である。水銀灯１の発光
部１ａは楕円ミラー２の第１焦点近傍に位置する。水銀
灯１より発した光は、楕円ミラー２によって反射および
集光され、コールドミラー３で反射された後、楕円ミラ
ー２の第２焦点４の近傍に発光部１ａの像（発光部像）
１ｂを形成する。コールドミラー３は、赤外光を透過さ
せ、紫外光を反射する多層膜をガラス基板上に形成した
ものである。１０１はレンズ系５〜９で構成された結像
系であり、第２焦点４の近傍に形成した発光部像１ｂを
オプティカルインテグレータ１０の光入射面１０ａ上に
略結像している。レンズ系９は、ズームレンズであり、
結像系１０１の倍率を変えることができる構成となって
いる。

【０００４】７は光学素子の保持部材であり、円錐プリ
ズムや平行平面板等の複数個の光学素子を光路中に切り
替えて配置できるように構成されている。レンズ系５は
楕円ミラー２の開口の位置と保持部材７の位置とを光学
的に略共役な位置関係にしている。オプティカルインテ
グレータ１０は、多数個の光束を形成する多光束形成部
材であり、多数の微小レンズを光軸に直交する平面に沿
って２次元的に配列して成り、その光射出面１０ｂ近傍
に２次光源１０ｃを形成する。１１は絞り部材であり、
開口径を可変に駆動できる虹彩絞りである。

【０００５】１４ａはオプティカルインテグレータ１０
の光射出面１０ｂからの光束を集光するレンズ系であ
る。１４はレンズ系１４ａとコリメータレンズ１４ｂと
を含む集光レンズ系であり、絞り部材１１とミラー１３
を介して、光射出面１０ｂからの光束により、レチクル
ステージ１６に載置した被照射面であるレチクル１５を
ケーラー照明する。レンズ系１４ａまたはコリメータレ
ンズ１４ｂは、可動であり、レンズ系１４は照度分布を
可変とするコンデンサレンズである。

【０００６】１７はレチクル１５に描かれたパターンを
ウエハチャック１９に載置したウエハ１８の感光面上に
縮小投影する投影レンズ、１７ａは投影レンズ１７のＮ
Ａを決める絞り、１７ｂは投影レンズ１７の倍率やディ
ストーションの調整を行なうレンズであり、このレンズ
のポジションを駆動することにより、投影レンズ１７の
倍率やディストーションの調整を行なう。

【０００７】２０はウエハチャック１９を保持して移動
可能なステージである。オプティカルインテグレータ１
０の光射出面１０ｂ近傍の２次光源１０ｃは集光レンズ
系１４により投影光学系１７の瞳１７ａ近傍に結像して
いる。２１は光軸調整装置であり、実質的に同じクサビ
角をもつ２枚のクサビガラス２１ａおよび２１ｂを備え
ており、２枚のクサビガラス２１ａおよび２１ｂは双方
とも光軸に垂直な第１面と光軸に対して傾いた第２面と
を有する。

【０００８】任意のσおよび投影レンズ１７のＮＡを選
択すると、照明系のＮＡ値は数１式で得られるため、照
明系のＮＡ値から、保持部材７で保持する光学素子、絞
り部材１１の開口径、および効率よく所望のσを得るた
めのズームレンズ９のポジションが決定される。

【０００９】

【数１】

【００１０】また、投影レンズ１７の絞り１７ａを駆動
することにより投影レンズ１７のＮＡを切り替えること
ができる。しかしこのようにして、σおよび投影レンズ
ＮＡを設定すると、光の通過するポジションが変化し、
レンズヘの入射角の変化、ズームレンズや各光学系の取
付け・製造誤差等から、レチクル１５等に対する光軸の
偏心、照度分布の不均一等が発生して、照度むらとな
る。

【００１１】この、光軸の偏心や照度分布の不均一を補
正するために、特開平４−１２６８６号公報や特開平９
−４５６０７号公報では、光軸調整装置２１や、照度分
布可変コンデンサレンズ１４を駆動させることが提案さ
れている。すなわち、σおよび投影レンズＮＡに対して
レチクル１５等に対する照度むらが最小となる光軸調整
装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ１４のポ
ジションは露光装置の個体差もあるため、装置毎にかつ
σおよびレンズＮＡ毎に照度むらが最小となるポジショ
ンは異なる。そのため、装置毎にかつ各σおよびレンズ
ＮＡ毎に照度むらが最小となるポジションを計測し、そ
の結果を制御装置に記憶する。そして、σおよび投影レ
ンズＮＡが露光工程のレシピで指定されると、制御装置
は記憶しているそのσおよび投影レンズＮＡについての
光軸調整装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ
１４の最適なポジションヘの駆動を行なう。これによ
り、照度むらの少ない照明系を実現している。

【００１２】また、レンズ倍率、フォーカス結像点およ
びディストーションも、σおよび投影レンズのＮＡ毎に
異なるため、σおよび投影レンズのＮＡの組合せ毎に、
倍率補正値、フォーカス補正値およびディストーション
補正値を制御装置が記憶し、補正駆動を行なっている。

【００１３】また、投影レンズ１７に照明光を照射し、
熱負荷がかかった場合の、倍率、フォーカス結像点およ
びディストーションの基準値からの変動量Ｆは、数２式
のように、露光された履歴を元に、離散的な計算により
近似計算できることが知られており、この値をもとに、
倍率、フォーカス結像点およびディストーションの補正
駆動が行なわれている。

【００１４】

【数２】

【００１５】しかし、この計算を行なう場合でも、σお
よび投影レンズのＮＡの組合せ毎に数２式におけるＩｃ
の値が異なるため、σおよび投影レンズのＮＡの組合せ
毎に、倍率補正、フォーカス補正およびディストーショ
ン補正用のＩｃの値を制御装置が記憶しておき、設定さ
れたσおよび投影レンズＮＡ用のＩｃ値を取り出して変
動量の計算を行なっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各露光
工程毎のレシピにより指定されるσおよび投影レンズＮ
Ａに対してレチクル１５等の照度むらが最小となる光軸
調整装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ１４
の各ポジションや、倍率補正値、フォーカス補正値、デ
ィストーション補正値および露光負荷によって生じる変
動量を計算するための値（Ｉｃ値）等の、σおよび投影
レンズＮＡ毎に異なる値や補正値が制御装置に記憶され
ていない場合は、最適な光軸調整装置２１および照度分
布可変コンデンサレンズ１４のポジション、倍率補正
値、フォーカス補正値、ディストーション補正値、露光
負荷によって生じる変動量を計算するための値（Ｉｃ
値）等が不明となり、露光不能となったり、そのレシピ
に対する規定以上の照度むら、フォーカス異常、パター
ンの重ね合せの不具合等が発生するおそれがある。

【００１７】また、水銀ランプの交換や、光学系の経時
的変化に対応するためには、再度、使用するσおよび投
影レンズＮＡについて最適となる光軸調整装置２１およ
び照度分布可変コンデンサレンズ１４の各ポジションを
計測して制御装置に記憶させなければならない。

【００１８】また、今日のように、より高度な半導体を
製作するために半導体製造装置の価格も高騰してきてお
り、効率の良い装置運用が望まれている中で、レシピで
指定されたσおよび投影レンズＮＡに対してレチクル１
５等の照度むらが最小となる光軸調整装置２１および照
度分布可変コンデンサレンズ１４の各ポジション、倍率
補正値、フォーカス補正値、ディストーション補正値、
露光負荷によって生じる変動量を計算するための値（Ｉ
ｃ値）等が制御装置に記億されているか否か、また、い
つ計測された値か等を管理しながら露光装置を運用する
のは、管理ミスも発生しやすく、運用効率の向上にも支
障となる。

【００１９】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、投影露光装置およびデバイス製造方法にお
いて、指定されるσおよび投影レンズＮＡに対応した補
正値等が制御装置に記憶されていない場合においても、
露光不能となったり、照度むら等が発生しないようにす
ることにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の投影露光装置は、σおよび投影レンズのＮＡが
設定可能な投影露光装置において、前記σおよびＮＡの
設定変更に伴なって変動する他の設定値を、前記σおよ
びＮＡを変数とする補間式に基づいて求める制御手段を
具備することを特徴とする。

【００２１】また、本発明のデバイス製造方法は、σお
よび投影レンズのＮＡが設定可能な投影露光装置により
露光を行なうことによりデバイスを製造するデバイス製
造方法において、前記σおよびＮＡの設定変更に伴なっ
て変動する他の設定値を、前記σおよびＮＡを変数とす
る補間式に基づいて求め、求められた前記他の設定値に
基づいて前記露光を行なうことを特徴とする。

【００２２】これら本発明の構成において、工程に適合
した露光を行なうためにレシピによりσおよび投影レン
ズのＮＡが指定されると、そのσおよびＮＡの設定変更
に伴なって、照度むら調整手段の設定ポジション等の他
の設定値も変更する必要が生じるが、これら変動する他
の設定値はσおよびＮＡを変数とする補間式に基づいて
求められる。したがって、指定されたσまたはＮＡに対
応する調整手段の設定ポジション等が記憶されていない
場合でも、補間式により近似された設定ポジション等が
得られるため、この近似値を用いることにより、露光不
能となったり、照度むら等が発生するといった事態が回
避されることになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、前記補間式は、σおよびＮＡの設定値のいくつか
について予め測定して得た前記他の設定値の実測値に基
づくものである。そして、σおよびＮＡの値を変化させ
た場合に前記他の設定値が非連続的に変動するようなσ
およびＮＡの値が存在する場合は、そのσおよびＮＡの
値についての前記他の設定値の実測値も、前記補間式が
基礎とする実測値に含まれている。この、予め測定して
得た前記他の設定値に基づく前記補間式は書き換え可能
に記憶される。

【００２４】前記他の設定値としては、例えば、露光パ
ターンを有する原板や被露光基板上の照度むらが最小と
なるような、照度むらを調整するための部材のポジショ
ン、被露光基板のフォーカス結像点に対する位置、投影
倍率、投影レンズのディストーション等に対する補正
値、フォーカス結像点、投影倍率、投影レンズのディス
トーション等の露光熱による変動量を算出するための所
定の係数（Ｉｃ値）等が該当する。

【００２５】図１を参照して具体例を説明すれば、図１
の構成において、照明系ＮＡの値から、絞り部材１１の
開口径、および対応する保持部材７の光学素子に円錐プ
リズムや平行平面板等のうちのどの光学素子を使用する
かが決まる。すなわち、光学素子の切替えは照明系ＮＡ
の値に応じて行なわれ、照明系ＮＡがある範囲にある場
合には同じ光学素子が使用される。そして、同一光学素
子で照明系ＮＡを変化させると、絞り部材１１の開口径
は連続に変化する。また、照明系ＮＡに対応するズーム
レンズ９のポジションは、効率よく所望のσを得るため
に連続に変化するか、またはある照明系ＮＡ値を境にス
キップ変化をする。そのため、同一光学素子では通常、
σや投影レンズＮＡを変化させると、光軸の偏心や照度
分布、倍率補正値、フォーカス補正値、ディストーショ
ン補正値、露光負荷によって生じる変動量を計算するた
めの値（Ｉｃ値）等は連続的に変化する。

【００２６】そこで、同一光学素子を使用する、σおよ
び投影レンズＮＡの設定範囲平面を分割する。そして、
その範囲の両端を含めた各分割点のσおよび投影レンズ
ＮＡの値に対して照度むらが最小となる光軸調整装置２
１および照度分布可変コンデンサレンズ１４のポジショ
ン、倍率補正値、フォーカス補正値、ディストーション
補正値、露光負荷によって生じる変動量を計算するため
の値（Ｉｃ値）等を計測して求める。さらに、使われる
光学素子に対し、この分割点の各計測値から照度むらが
最小となる光軸調整装置２１および照度分布可変コンデ
ンサレンズ１４の各ポジション、倍率補正値、フォーカ
ス補正値、ディストーション補正値、露光負荷によって
生じる変動量を計算するための値（Ｉｃ値）等に対する
σおよび投影レンズＮＡの平面での補間関数Ｆ（σ，投
影レンズＮＡ）を作成する。

【００２７】露光のためにσおよび投影レンズＮＡが指
定されると、光軸調整装置２１および照度分布可変コン
デンサレンズ１４のポジション、倍率補正値、フォーカ
ス補正値、ディストーション補正値、露光負荷によって
生じる変動量を計算するための値（Ｉｃ値）等を、分割
点でのポジション等から補間して求め、求めたポジショ
ンへの駆動等を行なう。

【００２８】これにより、指定されたσおよび投影レン
ズＮＡに対応する光軸調整装置２１および照度分布可変
コンデンサレンズ１４のポジション、倍率補正値、フォ
ーカス補正値、ディストーション補正値、露光負荷によ
って生じる変動量を計算するための値（Ｉｃ値）等が計
測されていない場合でも、光軸調整装置２１および照度
分布可変コンデンサレンズ１４のポジション、倍率補正
値、フォーカス補正値、ディストーション補正値、露光
負荷によって生じる変動量を計算するための値（Ｉｃ
値）等のσおよび投影レンズＮＡに依存した値を求め、
照度むらの発生等を回避することができる。

【００２９】

【実施例】［実施例１］図２は、図１の構成において、
照明系ＮＡに対する絞り部材１１の開口径、保持部材７
で保持する光学素子およびズームレンズ９のポジション
を示す。σおよび投影レンズＮＡが指定されると、前記
数１式すなわち、照明系ＮＡ＝σ×投影レンズＮＡ÷投
影レンズ倍率、により照明系ＮＡが決定される。照明系
ＮＡの変化により、絞り部材１１の開口径、保持部材７
の光学素子およびズームレンズ９のポジションは、図２
のように決定される。これは光学系の構成要素によって
異なり、図３や図４のようになる場合もあり、様々であ
る。ここでは、光学系の構成要素により、照明系ＮＡの
変化による保持部材７の光学素子およびズームレンズ９
のポジションが図２の対応をとるものとする。

【００３０】図２のＡ〜Ｘがこの光学系における照明系
ＮＡのとりうる範囲であり、Ｎは保持部材７の光学素子
が切り替わり、また絞り部材１１の開口径ならびに保持
部材７の光学素子およびズームレンズ９のポジションが
スキップ状に変化する点での照明系のＮＡ値である。Ａ
〜Ｎの間をゾーン１、Ｎ〜Ｘの間をゾーン２とする。た
だし、保持部材７の光学素子、ならびに絞り部材１１の
開口径、光学素子およびズームレンズ９のポジションは
Ｎ値ではゾーン１の値をとるものとする。このように、
照明系ＮＡ値がＮ値である点を境に光学系が変化するこ
とになるので、照度むらを最小とする光軸調整装置２１
および照度分布可変コンデンサレンズ１４のポジション
もスキップ状に変化することになる。

【００３１】図２のＣおよびＥはゾーン１の分割点であ
り、Ｐはゾーン２の分割点である。同一ゾーン内におい
て照度むらを最小とする光軸調整装置２１および照度分
布可変コンデンサレンズ１４のポジションは、照明系Ｎ
Ａの値に対して連続的に変化するため、照明系ＮＡの値
がＡ、Ｃ、ＥおよびＮである点で照度むらを最小とする
光軸調整装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ
１４のポジションを求めると、図５に示されるように、
ゾーン１での照明系ＮＡの値に基づいて照度むらが最小
となる光軸調整装置２１および照度分布可変コンデンサ
レンズ１４のポジションの近似値を求める関数を求める
ことができる。照度むらが絶えず０であることは理想で
あるが、実際の半導体露光工程では、１％等の規格値内
に入っておればよく、したがってこの近似値を使用した
光軸調整装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ
１４のポジションで照度むらがそのような規格値以内に
入っていればよい。

【００３２】図２ではゾーン１の分割点はＣおよびＥと
し、図５では直線補間式を用いているが、これは用いる
光学系によって異なり、その光学系の構成要素にあった
分割点、および補間関数を用いればよく、光学系の構成
要素によってはゾーン内の分割点が不要な場合もある。

【００３３】ゾーン２は照明系ＮＡ値がＮである点を含
まないが、まずＮを含んでいると仮定して、Ｎに対応す
る保持部材７の光学素子の切替え、ならびに絞り部材１
１の開口径、および光学素子とズームレンズ９のポジシ
ョンに対して、照度むらが最小となる光軸調整装置２１
および照度分布可変コンデンサレンズ１４のポジション
を計測する。さらに、ゾーン１の場合と同様に、照明系
ＮＡがＰとＸでの照度むらを最小とする光軸調整装置２
１および照度分布可変コンデンサレンズ１４のポジショ
ンを求める。これにより、図６のような、ゾーン２での
照明系ＮＡの値に基づいて照度むらが最小となる光軸調
整装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ１４の
ポジションの近似値を求める関数を求めることができ
る。ゾーン２の場合もゾーン１と同様に、この近似値を
使用した光軸調整装置２１および照度分布可変コンデン
サレンズ１４のポジションにおいて照度むらが規格値以
内に入っておればよい。ゾーン２での分割点および補間
関数は、ゾーン１の場合と同様に光学系の構成要素によ
って様々である。

【００３４】図５および図６の、照明系ＮＡに対して照
度むらを最小とするための光軸調整装置２１および照度
分布可変コンデンサレンズ１４のポジションの近似式を
制御装置が記憶しておけば、設定可能な任意のσおよび
投影レンズＮＡが指定されても、適切な光軸調整装置２
１および照度分布可変コンデンサレンズ１４のポジショ
ンが求められ、制御装置はその位置に光軸調整装置２１
および照度分布可変コンデンサレンズ１４を駆動するこ
とが可能となる。

【００３５】照明系ＮＡに対する絞り部材１１の開口
径、保持部材７の光学素子およびズームレンズ９のポジ
ションが図３のようになる場合は、Ａ〜Ｄ、Ｄ〜Ｎ、Ｎ
〜Ｐ、Ｐ〜Ｘが各ゾーンとなり、各ゾーンの中でそれぞ
れの光学構成要素に合った分割点および補間方法を用い
て、照度むらが最小となる光軸調整装置２１および照度
分布可変コンデンサレンズ１４のポジションの近似値を
求める関数を求めればよい。

【００３６】このように、照明系ＮＡに対して照度むら
が最小となるポジションの近似式を用いることにより、
照度むらが最小となる光軸調整装置２１および照度分布
可変コンデンサレンズ１４のポジションを計測していな
いσおよび投影レンズＮＡが指定されても、適切な光軸
調整装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ１４
のポジションを求めることができる。また、水銀ランプ
１が交換された後や定期メンテナンス時に、照度むらが
最小となるポジションの近似式を求め、制御装置に記憶
させることにより、水銀ランプ１の交換や、光学系の経
時的変化に対し、照度むらを規格値内に維持することが
可能になる。

【００３７】［実施例２］図７は投影レンズ１７のＮＡ
を固定とした場合のσ値に対する絞り部材１１の開口径
ならびに保持部材７で保持する光学素子およびズームレ
ンズ９のポジションを示す。ここで、光学系の構成要素
によりσ値の変化による保持部材７の光学素子およびズ
ームレンズ９のポジションが図２の対応をとるものとす
る。図７のＡ〜Ｘがこの光学系のσ値のとりうる範囲で
あり、Ｎは保持部材７の光学素子が切り替わり、また、
絞り部材１１の開口径ならびに保持部材７の光学素子お
よびズームレンズ９のポジションがこの投影レンズＮＡ
に対しスキップ状に変化するσ値である。

【００３８】この場合も、実施例１の場合と同様に、ゾ
ーン１（Ａ〜Ｎ）およびゾーン２（Ｎ〜Ｘ）に分け、各
ゾーンにおいて各σ値Ａ、Ｃ、Ｅ、ＮおよびＮ、Ｐ、Ｘ
に対して照度むらを最小とする光軸調整装置２１および
照度分布可変コンデンサレンズ１４のポジションを求め
ることにより、図８および図９で示されるようなゾーン
１および２における補間関数を得ることができる。

【００３９】これらの補間関数は投影レンズ１７のＮＡ
を固定とした場合の近似式である。そこで、図８および
図９のポジションが実際に計測された各σ値毎に投影レ
ンズ１７のＮＡを数点選択し、各ＮＡ値について照度む
らを最小とする光軸調整装置２１および照度分布可変コ
ンデンサレンズ１４のポジションを求めると、その計測
値から、任意のσおよび投影レンズＮＡに対して照度む
らが最小となる光軸調整装置２１および照度分布可変コ
ンデンサレンズ１４のポジションの近似値を求める補間
関数を求めることが可能となる。

【００４０】光学系の構成要素から、絞り部材１１の開
口径を固定として投影レンズ１７のＮＡを変化させた場
合において、照度分布に影響が出なければ、図７〜図９
のσを照明系ＮＡに置き換えて、任意の照明系ＮＡに対
して照度むらが最小となる光軸調整装置２１および照度
分布可変コンデンサレンズ１４のポジションの近似値を
求める補間関数とすることも可能である。

【００４１】任意のσおよび投影レンズ１７のＮＡに対
して照度むらを最小とする光軸調整装置２１および照度
分布可変コンデンサレンズ１４のポジションを求める近
似式を制御装置が記憶しておけば、設定可能な任意のσ
および投影レンズ１７のＮＡが指定されても、制御装置
は、適切な光軸調整装置２１および照度分布可変コンデ
ンサレンズ１４のポジションを求め、その位置に光軸調
整装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ１４を
駆動することが可能となる。

【００４２】また、水銀ランプ１が交換された後や、定
期メンテナンス時に、本実施例のようにして照度むらが
最小となるポジションの近似式を求め、制御装置に記憶
させておくことにより、水銀ランプ１の交換や、光学系
の経時的な変化に対し、照度むらを規格値内に維持する
ことが可能になる。

【００４３】露光負荷によって生じる変動量を計算する
ための値（Ｉｃ値）においても、σと投影レンズ１７の
ＮＡから近似値を求める補間式を求めることが可能であ
る。複数点のσおよび投影レンズ１７のＮＡについてＩ
ｃ値を計測し、補間関数を作成すればよい。ある光学系
においては、次の補間式で近似可能であることが実験に
より求められている。

【００４４】

【数３】

【００４５】したがって、保持部材７の光学素子毎に上
記Ｉｃの補間式の係数Ａ〜Ｅを求めれば、任意のσおよ
び投影レンズＮＡに対しＩｃの近似値を求めることが可
能になる。

【００４６】実験で１組のσおよび投影レンズＮＡにつ
いてＩｃ値を求める場合でも、露光負荷をかけながらウ
エハを露光し、そのウエハの露光状態を計測して求めな
ければならないため、各装置毎に多量のσおよび投影レ
ンズＮＡについてのＩｃ値を計測するのには、多大な時
間がかかる。そのため、基準となる装置でデータをと
り、上記Ｉｃの補間関数の各係数を求めておき、一方、
他の装置では、あるσおよび投影レンズＮＡの値をサン
プル点とし、そのサンプル点で求まったＩｃ値を前記基
準となる装置のデータと比較し、そのときの比を、前記
基準となる装置で求めておいたＩｃの補間関数の各係数
に乗じ、これを、前記他の装置においてＩｃ値を求める
補間関数の各係数とする方法もある。

【００４７】［実施例３］σおよび投影レンズＮＡに対
応する倍率補正値、フォーカス補正値およびディストー
ション補正値についても、露光負荷によって生じる変動
量を計算するための値（Ｉｃ値）や照度むらが最小とな
る光軸調整装置２１および照度分布可変コンデンサレン
ズ１４のポジションについての近似値の場合と同様にし
て求めることが可能である。

【００４８】以上のように各実施例によれば、補間式を
用いて、σおよび投影レンズＮＡから、照度むらが最小
となる光軸調整装置２１および照度分布可変コンデンサ
レンズ１４のポジション、倍率補正値、フォーカス補正
値、ディストーション補正値、露光負荷によって生じる
変動量を計算するための値（Ｉｃ値）等の値や補正値を
近似的に求めるようにしたため、照度むらが最小となる
光軸調整装置２１および照度分布可変コンデンサレンズ
１４のポジション、倍率補正値、フォーカス補正値、デ
ィストーション補正値、露光負荷によって生じる変動量
を計算するための値（Ｉｃ値）等の値や補正値が計測さ
れていないようなσおよび投影レンズＮＡが指定されて
も、適切な光軸調整装置２１および照度分布可変コンデ
ンサレンズ１４のポジション、倍率補正値、フォーカス
補正値、ディストーション補正値、露光負荷によって生
じる変動量を計算するための値（Ｉｃ値）等の値や補正
値を求めることができる。

【００４９】＜デバイス製造方法の実施例＞次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図１０は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）
ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行なう。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。

【００５０】図１１は上記ウエハプロセス（ステップ
４）の詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極
形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジ
ストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明し
た露光装置または露光方法によってマスクの回路パター
ンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

【００５１】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、σ
および投影レンズのＮＡの設定変更に伴なって変動する
他の設定値を、σおよびＮＡを変数とする補間式に基づ
いて求めるようにしたため、指定されたσおよびＮＡに
対応する調整手段の設定ポジション等が記憶されていな
い場合でも、露光不能となったり、照度むら等が発生す
るといった事態を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用できる投影露光装置の照明装置
を示す図である。

【図２】 図１の装置における照明系ＮＡに対する絞り
部材１１の開口径、保持部材７の光学素子およびズーム
レンズ９のポジションの一例を示すグラフである。

【図３】 図１の装置における照明系ＮＡに対する絞り
部材１１の開口径、保持部材７の光学素子およびズーム
レンズ９のポジションの他の例を示すグラフである。

【図４】 図１の装置における照明系ＮＡに対する絞り
部材１１の開口径、保持部材７の光学素子およびズーム
レンズ９のポジションのさらに他の例を示すグラフであ
る。

【図５】 図２のゾーン１における照明系ＮＡの値から
照度むらが最小となる照度むら調整装置のポジションの
近似値を求める補間式の例を示すグラフである。

【図６】 図２のゾーン２における照明系ＮＡの値から
照度むらが最小となる照度むら調整装置のポジションの
近似値を求める補間式の他の例を示すグラフである。

【図７】 図１の装置における投影レンズＮＡ固定時の
σに対する絞り部材１１の開口径、保持部材７の光学素
子およびズームレンズ９のポジションの一例を示すグラ
フである。

【図８】 図７のゾーン１におけるσの値から照度むら
が最小となる照度むら調整装置のポジションの近似値を
求める補間式の一例を示すグラフである。

【図９】 図７のゾーン２におけるσの値から照度むら
が最小となる照度むら調整装置のポジションの近似値を
求める補間式の他の例を示すグラフである。

【図１０】 本発明の露光装置を利用できるデバイス製
造方法を示すフローチャートである。

【図１１】 図１０中のウエハプロセスの詳細なフロー
チャートである。

【符号の説明】

１：超高圧水銀灯、２：楕円ミラー、３：コールドミラ
ー、５，９：レンズ系、７：光学素子の保持部材、１
０：オプティカルインテグレータ、１１：絞り部材、１
４：照度分布可変コンデンサレンズ（集光レンズ系）、
１５：レチクル、１７：投影レンズ、１７ａ：結像点、
１７ｂ：倍率、ディストーション調整装置、１８：ウエ
ハ、２１：光軸調整装置、２１ａ，２１ｂ：クサビガラ
ス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F046 AA28 BA04 CA02 CB02 CB05 CB10 CB12 CB13 CB14 CC01 CC02 DA02 DA13 DA14 DA26 DB14 DC14 DD06

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 σおよび投影レンズのＮＡが設定可能な
   投影露光装置において、前記σおよびＮＡの設定変更に
   伴なって変動する他の設定値を、前記σおよびＮＡを変
   数とする補間式に基づいて求める制御手段を具備するこ
   とを特徴とする投影露光装置。
2. 【請求項２】 前記補間式は、前記σおよびＮＡの設定
   値のいくつかについて予め測定して得た前記他の設定値
   の実測値に基づくものであることを特徴とする請求項１
   に記載の投影露光装置。
3. 【請求項３】 前記σおよびＮＡの値を変化させた場合
   に前記他の設定値が非連続的に変動するような前記σお
   よびＮＡの値が存在する場合は、そのσおよびＮＡの値
   についての前記他の設定値の実測値も、前記補間式が基
   礎とする実測値に含まれていることを特徴とする請求項
   ２に記載の投影露光装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は前記補間式を書き換え可
   能に記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか１項に記載の投影露光装置。
5. 【請求項５】 露光パターンを有する原板上の照度むら
   を、照度むらを調整するための部材を照度むらが最小と
   なるポジションに位置させることにより調整する照度む
   ら調整手段を備え、前記制御手段は、前記他の設定値と
   して前記ポジションを求めるものであることを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか１項に記載の投影露光装置。
6. 【請求項６】 被露光基板上の照度むらを、照度むらを
   調整するための部材を照度むらが最小となるポジション
   に位置させることにより調整する照度むら調整手段を備
   え、前記制御手段は、前記他の設定値として前記ポジシ
   ョンを求めるものであることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか１項に記載の投影露光装置。
7. 【請求項７】 被露光基板のフォーカス結像点に対する
   位置の調整手段を備え、前記制御手段は、前記他の設定
   値として前記フォーカス結像点に対する位置の補正値を
   求めるものであることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の投影露光装置。
8. 【請求項８】 被露光基板への投影倍率の調整手段を備
   え、前記制御手段は、前記他の設定値として前記投影倍
   率に対する補正値を求めるものであることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の投影露光装置。
9. 【請求項９】 前記投影レンズのディストーションを調
   整する調整手段を備え、前記制御手段は、前記他の設定
   値として前記ディストーションに対する補正値を求める
   ものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項に記載の投影露光装置。
10. 【請求項１０】 被露光基板のフォーカス結像点に対す
    る位置の調整手段を備え、前記フォーカス結像点の露光
    熱による変動量は所定の係数を含む算出式により算出さ
    れるものであり、前記制御手段は、前記他の設定値とし
    て前記所定の係数を求めるものであることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の投影露光装置。
11. 【請求項１１】 被露光基板への投影倍率の調整手段を
    備え、前記投影倍率の露光熱による変動量は所定の係数
    を含む算出式により算出されるものであり、前記制御手
    段は、前記他の設定値として前記所定の係数を求めるも
    のであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
    に記載の投影露光装置。
12. 【請求項１２】 前記投影レンズのディストーションを
    調整する調整手段を備え、前記ディストーションの露光
    熱による変動量は所定の係数を含む算出式により算出さ
    れるものであり、前記制御手段は、前記他の設定値とし
    て前記所定の係数を求めるものであることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の投影露光装置。
13. 【請求項１３】 σおよび投影レンズのＮＡが設定可能
    な投影露光装置によって露光を行なうことによりデバイ
    スを製造するデバイス製造方法において、前記σおよび
    ＮＡの設定変更に伴なって変動する他の設定値を、前記
    σおよびＮＡを変数とする補間式に基づいて求め、求め
    られた前記他の設定値に基づいて前記露光を行なうこと
    を特徴とするデバイス製造方法。
14. 【請求項１４】 前記補間式として、前記σおよびＮＡ
    の設定値のいくつかについて予め測定して得た前記他の
    設定値の実測値に基づくものを用いることを特徴とする
    請求項１３に記載のデバイス製造方法。
15. 【請求項１５】 前記σおよびＮＡの値を変化させた場
    合に前記他の設定値が非連続的に変動するような前記σ
    およびＮＡの値が存在する場合は、そのσおよびＮＡの
    値についての前記他の設定値の実測値も、前記補間式が
    基礎とする実測値に含めることを特徴とする請求項１４
    に記載のデバイス製造方法。