JP2001291659A - Projection optical device and aligner using the same, and method of manufacturing the device - Google Patents
Projection optical device and aligner using the same, and method of manufacturing the deviceInfo
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- 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
- G03F7/7025—Size or form of projection system aperture, e.g. aperture stops, diaphragms or pupil obscuration; Control thereof
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス等
を製造するための露光装置に用いられる投影光学装置お
よびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法に
関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projection optical apparatus used for an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device or the like, an exposure apparatus using the same, and a device manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体チップのパターン微細化と
高集積化に伴ない、縮小投影型の半導体露光装置等にお
いては、エキシマレーザ等の短波長の光源を利用して微
細化が促進されており、今後ますます、その微細化と高
集積化が進んでくる。2. Description of the Related Art In recent years, with miniaturization of patterns and high integration of semiconductor chips, miniaturization has been promoted in a reduced projection type semiconductor exposure apparatus using a short wavelength light source such as an excimer laser. In the future, the miniaturization and high integration will be more and more advanced.
【0003】この超微細加工技術を可能とするため、半
導体露光装置では、露光に使用する露光光の波長をより
一層短波長化すること、また、投影光学系のNA(開口
数)を限界まで大きくすることが課題となっている。In order to make this ultra-fine processing technology possible, in a semiconductor exposure apparatus, the wavelength of exposure light used for exposure must be further reduced, and the NA (numerical aperture) of a projection optical system must be reduced to the limit. The challenge is to make it bigger.
【0004】しかしながら、例えば、上記露光光の短波
長化においては、現在使用されているエキシマ光である
KrFレーザ(波長246nm)では、レベンソン、位
相シフトマスクなどの超解像技術を用いて、デザインル
ール0.18μmという、波長よりも短い線幅の露光転
写を可能としている。そして、今後さらなる微細化が進
むため、より短波長のArFレーザ(波長193nm)
を用いた露光技術の実用化が進められているが、ランニ
ングコストや、露光光学系を構成する光学素子の硝材コ
スト等から波及するイニシャルコストの高騰を考える
と、現在では非常に高価なものになってしまう。However, for example, in shortening the wavelength of the above-mentioned exposure light, a KrF laser (wavelength: 246 nm), which is currently used as an excimer light, is designed using a super-resolution technique such as a Levenson or a phase shift mask. Exposure transfer with a line width shorter than the wavelength of 0.18 μm is possible. Since further miniaturization will proceed in the future, a shorter wavelength ArF laser (wavelength 193 nm)
Exposure technology using lithography is being put into practical use, but considering the rising initial costs due to running costs and the cost of glass materials for the optical elements that constitute the exposure optical system, it is now very expensive. turn into.
【0005】この課題を解決する方法の1つとして、近
年提案された多重露光法による微細加工技術がある。As one of the methods for solving this problem, there is a recently proposed fine processing technique using a multiple exposure method.
【0006】この多重露光法では、被露光基板であるウ
エハ上に一つのパターンを露光する場合、二つの描画パ
ターンの転写されているマスク原版(レチクル)を用い
て、異なる照明条件(鏡筒開口数NA、照明系開口比
σ)で多重露光をすることで、以下の式における解像力
を決める係数k1=0.3を確保することができる。 R(解像力)=k1・λ(露光波長)/NAIn the multiple exposure method, when one pattern is exposed on a wafer as a substrate to be exposed, different illumination conditions (reticle opening) are used by using a mask original (reticle) on which two drawing patterns are transferred. By performing multiple exposures at a numerical aperture NA and an illumination system aperture ratio σ), a coefficient k1 = 0.3 that determines the resolving power in the following equation can be secured. R (resolution) = k1 · λ (exposure wavelength) / NA
【0007】例えば、KrFレーザを露光光に用いた場
合でも、NAが0.75の場合に、0.1μmのデザイ
ンルールの半導体チップの露光転写を可能とすることが
できる。For example, even when a KrF laser is used for exposure light, exposure transfer of a semiconductor chip having a design rule of 0.1 μm can be performed when NA is 0.75.
【0008】ところで、従来の露光装置では、半導体チ
ップの量産時は、1つのパターンを露光転写する場合、
前記露光装置の照明条件は固定維持されるため、継続さ
れて処理されるウエハ処理中に照明条件を変更すること
はなく、露光転写のパターンを変更する際にパターンに
合わせて照明条件の設定変更を行なう程度であった。従
って、従来の露光装置の投影光学系のNA可変絞り機構
等は、比較的簡単な構成であった。In a conventional exposure apparatus, when a semiconductor chip is mass-produced, when one pattern is exposed and transferred,
Since the illumination condition of the exposure apparatus is fixedly maintained, the illumination condition is not changed during the wafer processing that is continuously performed, and the illumination condition setting is changed in accordance with the pattern when changing the exposure transfer pattern. Was about to be performed. Therefore, the NA variable stop mechanism of the projection optical system of the conventional exposure apparatus has a relatively simple configuration.
【0009】図7は、従来の露光装置に用いられている
NA可変絞り機構を示すもので、これは、特開平7−3
01845号公報に開示された本出願人から提案されて
いる代表的なNA可変絞り機構である。このNA可変絞
り110は、露光光の光路を囲む環状の固定台111
と、その上に、周方向に重なり合って配設された複数の
絞り羽根112を有し、各絞り羽根112は、固定台1
11に立設された枢軸113によって枢動自在に支持さ
れている。FIG. 7 shows an NA variable aperture mechanism used in a conventional exposure apparatus.
This is a typical NA variable aperture mechanism proposed by the present applicant disclosed in Japanese Patent Application No. 01845. The NA variable stop 110 is an annular fixed base 111 surrounding the optical path of the exposure light.
And a plurality of diaphragm blades 112 disposed thereon so as to overlap in the circumferential direction.
11 pivotally supported by a pivot 113 provided upright.
【0010】絞り羽根112の上に配設されたカム円盤
114は、矢印Aで示すように往復回転することで、す
べての絞り羽根112を同時に枢軸113のまわりに破
線で示すように枢動させ、開口量を調節するように構成
されている。すなわち、カム円盤114は、各絞り羽根
112から突出するカム軸115を嵌合させるカム溝1
14aを有し、固定台111と絞り羽根112とカム円
盤114からなる絞り機構部全体が、フレーム101上
に支持されている。モータ116によってカム円盤11
4を往復回転させると、その回転量に応じてカム軸11
5を介して各絞り羽根112が所定の角度だけ枢動さ
れ、絞り動作すなわち絞り羽根112の開閉動作が行な
われる。The cam disk 114 disposed on the diaphragm blade 112 reciprocates as shown by an arrow A, thereby simultaneously rotating all the diaphragm blades 112 around the pivot 113 as shown by a broken line. , The opening amount is adjusted. That is, the cam disk 114 is provided with the cam groove 1 for fitting the cam shaft 115 protruding from each of the aperture blades 112.
The entire aperture mechanism including the fixed base 111, the aperture blades 112, and the cam disk 114 is supported on the frame 101. Cam disk 11 by motor 116
4 is reciprocated, the camshaft 11 is rotated according to the amount of rotation.
Each of the aperture blades 112 is pivoted by a predetermined angle via 5, and the aperture operation, that is, the opening and closing operation of the aperture blades 112 is performed.
【0011】なお、モータ116の回転駆動力は、中継
ギア116aとフックギア116bを介してカム円盤1
14に伝達され、その駆動範囲は、モータ116の回転
軸116cに取り付けられた遮光板117と図示しない
遮光型フォトインタラプタによって規定される。The rotational driving force of the motor 116 is transmitted to the cam disk 1 via the relay gear 116a and the hook gear 116b.
The light is transmitted to the motor 14 and its driving range is defined by a light shielding plate 117 attached to a rotation shaft 116c of the motor 116 and a light shielding type photo interrupter (not shown).
【0012】同時に、モータ116の回転軸116cに
連動するエンコーダ118の出力を、モータ116を制
御するコントローラ119に導入し、モータ116の回
転不良等を監視する。At the same time, the output of the encoder 118 linked to the rotating shaft 116c of the motor 116 is introduced to a controller 119 for controlling the motor 116, and the motor 116 is monitored for a rotation failure or the like.
【0013】NA可変絞り110の駆動手順は以下の通
りである。まず、モータ116と遮光板117を用い
て、NA可変絞り機構の初期化動作を行なう。初期化動
作終了後、エンコーダ118をリセットし、所望のNA
位置に絞り羽根112が移動するように所定パルスをモ
ータ116の駆動ドライバに司令する。モータ116の
駆動力は、中継ギア116a、ラックギア116bを介
してカム円盤114を所定量だけ回転駆動せしめる。こ
のとき、絞り羽根112は、固定台111に支持された
枢軸113を中心にカム溝114aの軌跡に沿って円弧
運動を行なう。The procedure for driving the NA variable aperture 110 is as follows. First, an initialization operation of the NA variable aperture mechanism is performed using the motor 116 and the light shielding plate 117. After the completion of the initialization operation, the encoder 118 is reset to set the desired NA.
A predetermined pulse is instructed to the drive driver of the motor 116 so that the diaphragm blade 112 moves to the position. The driving force of the motor 116 drives the cam disk 114 to rotate by a predetermined amount via the relay gear 116a and the rack gear 116b. At this time, the aperture blade 112 performs an arc motion along the locus of the cam groove 114a around the pivot 113 supported by the fixed base 111.
【0014】エンコーダ118は、モータ116の回転
が脱調など起こしていないことを確認する。なお、リニ
アアクチュエータとリニアエンコーダの組み合わせを用
いた機構(特開平5−299321号公報参照)でも同
様な絞り動作を行なう。The encoder 118 confirms that the rotation of the motor 116 has not lost synchronism or the like. Note that a similar diaphragm operation is performed by a mechanism using a combination of a linear actuator and a linear encoder (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-299321).
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術によれば、駆動源であるモータの回転不良等以
外のトラブルを検知することができないため、モータト
ラブル以外のトラブルに起因する絞り動作不良が発生し
た場合には、半導体チップの生産工程において、露光後
の例えば製品検査のプロセスで不良を確認する以外に、
正しい照明条件で露光生産されたことを確認することが
できなかった。However, according to the above-mentioned prior art, it is not possible to detect any trouble other than the rotation failure of the motor as the driving source, so that the diaphragm operation failure caused by the trouble other than the motor trouble. Occurs, in the semiconductor chip production process, besides confirming defects in the process of, for example, product inspection after exposure,
It was not possible to confirm that exposure was produced under the correct lighting conditions.
【0016】また、今後、多重露光法を用いて半導体露
光装置の解像限界を向上させる場合は、照明条件の頻繁
な駆動制御が必要であることから、特に投影光学系であ
る鏡筒内に配置されたNA可変絞り機構は、従来の半導
体チップ生産工程と比べて飛躍的な回数を駆動制御する
ことになる。このため、NA可変絞り機構のトラブル検
出等については、迅速かつ高い信頼性で管理することが
要求される。In the case where the resolution limit of a semiconductor exposure apparatus is to be improved by using a multiple exposure method in the future, frequent drive control of illumination conditions is required. The arranged NA variable aperture mechanism drives and controls a remarkable number of times compared to the conventional semiconductor chip production process. For this reason, it is required that the trouble detection of the NA variable aperture mechanism be managed quickly and with high reliability.
【0017】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、モータトラブルを
監視するとともに、絞り機構部の変位量を直接検知する
ことでNA絞り動作の信頼性を向上させ、半導体デバイ
ス等の製品歩留まりを大きく改善できる投影光学装置お
よびこれを用いた露光装置ならびにデバイス製造方法を
提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned unresolved problems of the prior art, and monitors the motor trouble and directly detects the amount of displacement of the aperture mechanism to improve the reliability of the NA aperture operation. It is an object of the present invention to provide a projection optical apparatus capable of improving productivity and greatly improving the yield of products such as semiconductor devices, an exposure apparatus using the same, and a device manufacturing method.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の投影光学装置は、鏡筒の開口数を制御する
ためのNA可変絞りを有する投影光学装置であって、前
記NA可変絞りが、複数の絞り羽根とこれらを開閉する
開閉駆動部材からなる絞り機構部と、前記開閉駆動部材
を駆動するモータと、前記絞り機構部の変位を直接検出
するための変位検出手段を備えていることを特徴とす
る。To achieve the above object, a projection optical apparatus according to the present invention is a projection optical apparatus having an NA variable stop for controlling a numerical aperture of a lens barrel, wherein the NA variable stop is provided. A diaphragm mechanism comprising a plurality of diaphragm blades and an opening and closing drive member for opening and closing them, a motor for driving the opening and closing drive member, and a displacement detecting means for directly detecting a displacement of the diaphragm mechanism. It is characterized by the following.
【0019】モータの回転を監視するエンコーダが設け
られているとよい。Preferably, an encoder for monitoring the rotation of the motor is provided.
【0020】変位検出手段が、開閉駆動部材の回転変位
量を検出する検出用のエンコーダを有するとよい。Preferably, the displacement detecting means has a detection encoder for detecting the amount of rotational displacement of the opening / closing drive member.
【0021】変位検出手段が、開閉駆動部材の回転変位
量を検出するためのスケールとフォトインタラプタを有
するものでもよい。The displacement detecting means may have a scale and a photo interrupter for detecting the amount of rotational displacement of the opening / closing drive member.
【0022】[0022]
【作用】モータトラブル以外のトラブルによる絞り動作
の異常であっても速やかに検出できるように、絞り羽根
を含む絞り機構部の変位量を直接検出するための変位検
出手段を設けておく。A displacement detecting means for directly detecting the displacement of the diaphragm mechanism including the diaphragm blades is provided so that even if the diaphragm operation is abnormal due to a trouble other than the motor trouble, it can be detected quickly.
【0023】NA可変絞りの動作不良をすべて迅速かつ
確実に検知することができるため、半導体デバイス等の
製品歩留まりを大きく改善できる。Since all malfunctions of the NA variable aperture can be detected quickly and reliably, the yield of products such as semiconductor devices can be greatly improved.
【0024】また、NA可変絞りの絞り動作の信頼性が
向上するため、絞り機構の駆動回数の多い多重露光法に
も容易に対応できるという長所がある。Further, since the reliability of the aperture operation of the NA variable aperture is improved, there is an advantage that it can easily cope with a multiple exposure method in which the aperture mechanism is driven many times.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0026】図1は第一の実施の形態による投影光学装
置を含む露光装置全体を示すもので、これは、露光装置
のフレーム1に投影光学装置である鏡筒2を支持させ、
ウエハステージ3によって、被転写基板であるウエハW
を保持し所望位置へ移動させる。ウエハWに転写するパ
ターンが描画されているレチクルRは、レチクルステー
ジ4に保持され、ウエハWとレチクルRの位置合わせ
は、アライメント光学ユニット5によって行なわれる。
前記レチクルパターンをウエハWに転写する露光光は、
照明光学系である照明光学ユニット6から鏡筒2を経て
ウエハWに照射される。レチクルステージ4を支持する
外筒7はフレーム1に立設され、鏡筒2内の投影光学装
置である結像光学系の瞳位置に、NA可変絞り10が配
設される。FIG. 1 shows an entire exposure apparatus including a projection optical apparatus according to the first embodiment. In this embodiment, a frame 1 of the exposure apparatus supports a lens barrel 2 as a projection optical apparatus.
The wafer W serving as a substrate to be transferred is moved by the wafer stage 3.
And move it to the desired position. The reticle R on which the pattern to be transferred to the wafer W is drawn is held on the reticle stage 4, and the alignment between the wafer W and the reticle R is performed by the alignment optical unit 5.
Exposure light for transferring the reticle pattern onto the wafer W is:
The illumination light is irradiated onto the wafer W from the illumination optical unit 6 which is an illumination optical system, via the lens barrel 2. An outer cylinder 7 supporting the reticle stage 4 is erected on the frame 1, and an NA variable stop 10 is disposed in the lens barrel 2 at a pupil position of an imaging optical system which is a projection optical device.
【0027】図2は、鏡筒2に配置されているNA可変
絞り10を示すもので、これは、レチクルパターンをウ
エハWに転写する露光光の光路を囲む環状の固定台11
と、その上に、周方向に重なり合って配設された複数の
絞り羽根12を有し、各絞り羽根12は、固定台11に
立設された枢軸13によって枢動自在に支持されてい
る。FIG. 2 shows an NA variable stop 10 arranged in the lens barrel 2, which is an annular fixed base 11 surrounding an optical path of exposure light for transferring a reticle pattern onto the wafer W.
And a plurality of diaphragm blades 12 disposed thereon so as to overlap with each other in the circumferential direction. Each diaphragm blade 12 is supported by a pivot 13 erected on a fixed base 11 so as to be pivotable.
【0028】絞り羽根12の上に配設された開閉駆動部
材であるカム円盤14は、図2の(b)に矢印Aで示す
ように往復回転することで、すべての絞り羽根12を同
時に枢軸13のまわりに破線で示すように枢動させ、絞
りの開口量を制御するように構成されている。すなわ
ち、カム円盤14は、各絞り羽根12から突出するカム
軸15を嵌合させるカム溝14aを有し、固定台11と
絞り羽根12およびカム円盤14からなる絞り機構部全
体がフレーム1上に支持されている。モータ16によっ
てカム円盤14を往復回転させると、その回転量に応じ
てカム軸15を介して各絞り羽根12が所定の角度だけ
枢動され、絞り動作すなわち絞り羽根12の開閉動作が
行なわれる。The cam disk 14, which is an opening / closing drive member disposed on the aperture blade 12, reciprocates as shown by an arrow A in FIG. 2B, thereby simultaneously pivoting all the aperture blades 12. It is configured to be pivoted around as indicated by a broken line 13 to control the aperture of the diaphragm. That is, the cam disk 14 has a cam groove 14 a for fitting a cam shaft 15 protruding from each of the aperture blades 12, and the entire diaphragm mechanism including the fixed base 11, the aperture blade 12 and the cam disk 14 is mounted on the frame 1. Supported. When the cam disk 14 is reciprocated by the motor 16, the respective aperture blades 12 are pivoted by a predetermined angle via the cam shaft 15 in accordance with the amount of rotation, and the aperture operation, that is, the opening / closing operation of the aperture blades 12 is performed.
【0029】なお、モータ16の回転駆動力は、中継ギ
ア16aとフックギア16bを介してカム円盤14に伝
達され、その駆動範囲は、モータ16の回転軸に取り付
けられた遮光板17と図示しない遮光型フォトインタラ
プタによって規定される。同時に、モータ16の回転軸
に連動するエンコーダ18の出力を、モータ16を制御
するコントローラ19に導入し、モータ16の回転不良
等を監視する。The rotational driving force of the motor 16 is transmitted to the cam disk 14 via the relay gear 16a and the hook gear 16b, and its driving range is defined by a light shielding plate 17 attached to the rotating shaft of the motor 16 and a light shielding (not shown). Defined by the type photointerrupter. At the same time, the output of the encoder 18 linked to the rotation axis of the motor 16 is introduced to the controller 19 for controlling the motor 16 to monitor the rotation failure of the motor 16 and the like.
【0030】遮光型フォトインタラプタの替わりに、他
のセンサーを用いても構わない。Another sensor may be used in place of the light-blocking type photo interrupter.
【0031】カム円盤14には、ラックギア16bとは
別の第2のラックギア20が固定され、ラックギア20
を介して、カム円盤14の回転位置を検知するための変
位検出手段である検出用のエンコーダ21が設けられて
いる。A second rack gear 20 different from the rack gear 16b is fixed to the cam disk 14, and the second rack gear 20
, A detection encoder 21 serving as a displacement detection means for detecting the rotational position of the cam disk 14 is provided.
【0032】本実施の形態では、ロータリーエンコーダ
を用いたが、アブソリュート型やインクリメンタル型で
もよい。In the present embodiment, a rotary encoder is used, but an absolute type or an incremental type may be used.
【0033】モータ16の回転を制御するコントローラ
19に、エンコーダ18、21の出力を導入し、エンコ
ーダ18によってモータ16の回転を監視するととも
に、エンコーダ21によってカム円盤14の回転変位量
すなわち絞り機構部の変位を検出し、絞りの開口量を直
接監視する。The outputs of the encoders 18 and 21 are introduced into a controller 19 for controlling the rotation of the motor 16, and the rotation of the motor 16 is monitored by the encoder 18. The displacement of the diaphragm is detected, and the aperture of the diaphragm is directly monitored.
【0034】NA可変絞り10の駆動手順を以下に説明
する。The procedure for driving the NA variable aperture 10 will be described below.
【0035】まず、モータ16と遮光板17を用いて、
NA可変絞り10の初期化動作を行なう。初期化動作終
了後、エンコーダ21をリセットし初期化する。First, using the motor 16 and the light shielding plate 17,
The initialization operation of the NA variable aperture 10 is performed. After the initialization operation, the encoder 21 is reset and initialized.
【0036】次いで、所望のNA位置に絞り羽根12が
移動するように所定パルスをモータ16の駆動ドライバ
に司令する。モータ16の駆動力は、中継ギア16a、
ラックギア16bを介してカム円盤14を所定量だけ回
転駆動せしめる。このとき、絞り羽根12は、固定台1
1上の枢軸13を中心にカム溝14aの軌跡に沿って円
弧運動を行なう。この絞り動作において、カム円盤14
の駆動が正常に行なわれたことを直接確認するためにエ
ンコーダ21が設けられている。Next, a predetermined pulse is commanded to the drive driver of the motor 16 so that the aperture blade 12 moves to a desired NA position. The driving force of the motor 16 is a relay gear 16a,
The cam disk 14 is driven to rotate by a predetermined amount via the rack gear 16b. At this time, the diaphragm blade 12 is
The circular motion is performed along the locus of the cam groove 14a about the pivot 13 on the upper side. In this drawing operation, the cam disk 14
The encoder 21 is provided for directly confirming that the drive of the controller has been performed normally.
【0037】絞り機構部を駆動するモータ16および中
継ギア16a等と、エンコーダ21は、鏡筒2の外側に
配置されている。これは、万一NA可変絞り10にトラ
ブルが生じて修理交換となったとき、鏡筒2内に多くの
交換パーツが配置されていると簡単なパーツ不良であっ
ても、その対応のために鏡筒2の分割修理作業が発生し
てしまうため、できるだけ多くのパーツを鏡筒外に配置
して、作業を簡単にするためである。The motor 16 for driving the aperture mechanism, the relay gear 16a, etc., and the encoder 21 are arranged outside the lens barrel 2. This is because if there is a problem with the NA variable aperture 10 and it is repaired and replaced, if there are many replacement parts in the lens barrel 2, even if it is a simple part defect, Since a split repair work of the lens barrel 2 occurs, as many parts as possible are arranged outside the lens barrel to simplify the work.
【0038】図3は、エラー発生時の処理フォローチャ
ートを示す。まず、NA可変絞り10に照明条件から設
定される所定量を司令・駆動を行なう(ステップ2
3)。所定量の駆動が終了後、エンコーダ21による変
位量検出を行ない、この検出量が所定量かどうかの判断
を行なう(ステップ24)。この判断の後、正常であれ
ば、露光開始となり(ステップ25)、異常があれば、
直ちに露光中止を表示する(ステップ26)。FIG. 3 shows a processing follow chart when an error occurs. First, the NA variable aperture 10 is commanded and driven by a predetermined amount set from the illumination conditions (step 2).
3). After the driving of the predetermined amount is completed, the displacement amount is detected by the encoder 21, and it is determined whether or not the detected amount is the predetermined amount (step 24). After this determination, if normal, exposure starts (step 25), and if abnormal,
Immediately, exposure stop is displayed (step 26).
【0039】以上説明したフォローに従えば、カム円盤
14に何らかの動作不良によるトラブルが生じた場合、
モータ16のエンコーダ18が正常を確認した場合で
も、エンコーダ21の変化量が所定量に達していなけれ
ば、直ちに露光中止を司令することができる。According to the follow described above, if a trouble occurs due to some malfunction of the cam disk 14,
Even when the encoder 18 of the motor 16 is confirmed to be normal, if the change amount of the encoder 21 has not reached the predetermined amount, it is possible to immediately instruct the stop of the exposure.
【0040】特に、多重露光方式の場合は、NA可変絞
りの駆動回数が飛躍的に増加するため、絞り機構部の摩
耗等による破損トラブル等が予想される。従って、エン
コーダ21によってカム円盤14の回転不良等を直接検
出してNA可変絞り動作の信頼性を高めることは、半導
体デバイス等の生産性の向上に大きく貢献する。In particular, in the case of the multiple exposure method, since the number of times of driving the NA variable aperture increases drastically, damage troubles due to wear of the aperture mechanism and the like are expected. Therefore, directly detecting the rotation failure or the like of the cam disk 14 by the encoder 21 and improving the reliability of the NA variable aperture operation greatly contributes to the improvement of the productivity of semiconductor devices and the like.
【0041】従来例では、エンコーダがモータの軸に取
り付けられているだけであり、従って、モータの異常動
作しか検出することができなかったが、本実施の形態に
よれば、モータの異常動作だけではなく、駆動伝達系の
トラブル、絞り機構部のトラブルを含むすべてのトラブ
ルが検出できるため、NA可変絞りの動作に関する信頼
性が大幅に向上する。In the conventional example, the encoder is merely attached to the shaft of the motor, and therefore, only the abnormal operation of the motor can be detected. However, according to the present embodiment, only the abnormal operation of the motor is detected. Instead, since all troubles including troubles in the drive transmission system and troubles in the diaphragm mechanism can be detected, the reliability of the operation of the NA variable diaphragm is greatly improved.
【0042】このように、NA可変絞りのすべてのトラ
ブルに関して、露光直前にエラー検出することができる
ため、トラブル発生後それに気づかず不用意に生産継続
を行ない不良製品を多量に生産することなく、大幅な歩
留まり向上が期待できる。As described above, errors can be detected immediately before exposure for all troubles of the NA variable aperture, so that the production is not carelessly continued after the troubles occur and the defective products are not mass-produced. Significant improvement in yield can be expected.
【0043】図4は、第2の実施の形態を示す。これ
は、第1の実施の形態と同様に投影光学系の瞳位置に配
置されるNA可変絞り30であり、カム円盤34は、そ
の表面にプリントされた、白黒のストライプ状のスケー
ル40を有する。モータ36は、第1の実施の形態と同
様にステッピングモータである。FIG. 4 shows a second embodiment. This is an NA variable stop 30 arranged at the pupil position of the projection optical system as in the first embodiment, and the cam disk 34 has a black-and-white striped scale 40 printed on its surface. . The motor 36 is a stepping motor as in the first embodiment.
【0044】スケール40のピッチは、モータ36の最
小分解能で駆動可能な量と実質上等しい間隔としたが、
両者の関係は、制御する仕様値から求まるものである。Although the pitch of the scale 40 is set to be substantially equal to the amount that can be driven with the minimum resolution of the motor 36,
The relationship between the two is obtained from the specification value to be controlled.
【0045】フォトインタラプタ41は、スケール40
の白黒のパターンを検出するもので、その出力は、コン
トローラ39に導入され、NA可変絞り30が駆動され
た際、フォトインタラプタ41で検出したパターンをカ
ウントすることにより、移動距離を算出し、カム円盤3
4の回転量を検知するものである。固定台11、絞り羽
根12、枢軸13、カム軸15等については第1の実施
の形態と同様であるから、同一符号で表わし、説明は省
略する。The photo interrupter 41 includes a scale 40
The output is introduced to the controller 39, and when the NA variable aperture 30 is driven, the pattern detected by the photo interrupter 41 is counted to calculate the moving distance, and the cam distance is calculated. Disk 3
4 is to detect the rotation amount. Since the fixed base 11, the aperture blades 12, the pivots 13, the camshafts 15 and the like are the same as those in the first embodiment, they are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0046】駆動手順に付いては、第1の実施の形態と
同様に、まず、モータ36と遮光板37を用いて、NA
可変絞り30の初期化動作を行なう。初期化動作終了
後、コントローラ39のカウンターをリセットし初期化
する。As for the driving procedure, as in the first embodiment, first, the motor 36 and the light shielding plate 37 are used to drive the NA.
The variable aperture 30 is initialized. After the initialization operation, the counter of the controller 39 is reset and initialized.
【0047】次いで、所望のNA位置に絞り羽根12が
移動するように所定パルスをモータ36の駆動ドライバ
に司令する。モータ36の駆動力は、中継ギア36a、
ラックギア36bを介してカム円盤34を所定量だけ回
転駆動せしめる。このとき、絞り羽根12は、固定台1
1上の枢軸13を中心にカム溝34aの軌跡に沿って円
弧運動を行なう。Next, a predetermined pulse is commanded to the drive driver of the motor 36 so that the aperture blade 12 moves to a desired NA position. The driving force of the motor 36 is a relay gear 36a,
The cam disk 34 is driven to rotate by a predetermined amount via the rack gear 36b. At this time, the diaphragm blade 12 is
A circular motion is made along the locus of the cam groove 34a around the upper pivot 13.
【0048】第1の実施の形態と同様に、モータ36の
異常動作をエンコーダ38によって検出するだけではな
く、駆動伝達系のトラブル、絞り機構部のトラブル等を
含むすべてのトラブルが検出可能である。As in the first embodiment, not only the abnormal operation of the motor 36 can be detected by the encoder 38, but also all troubles including troubles in the drive transmission system, troubles in the throttle mechanism, and the like can be detected. .
【0049】特に、カム円盤34の回転変位量を直接ス
ケール40で検出するため、位置検出を行なうまでの伝
達系が存在しない。また、フォトインタラプタ41の交
換も鏡筒外から可能な配置にすることが容易なため、よ
り一層信頼性と高速性を増すことができる。In particular, since the rotational displacement of the cam disk 34 is directly detected by the scale 40, there is no transmission system until the position is detected. Further, since the photointerrupter 41 can be easily replaced from the outside of the lens barrel, the reliability and the speed can be further increased.
【0050】次にデバイス製造方法の実施例を説明す
る。図5は半導体デバイス(ICやLSI等の半導体チ
ップ、あるいは液晶パネルやCCD等)の製造フローを
示す。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回
路設計を行なう。ステップ2(マスク製作)では設計し
た回路パターンを形成した原版であるマスク(レチク
ル)を製作する。ステップ3(ウエハ製造)ではシリコ
ン等の材料を用いて基板であるウエハを製造する。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。ステップ5(組
立)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。Next, an embodiment of the device manufacturing method will be described. FIG. 5 shows a manufacturing flow of a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, or a liquid crystal panel or a CCD). In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. In step 2 (mask production), a mask (reticle) as an original on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacturing), a wafer as a substrate is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). . Step 6
In (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).
【0051】図6は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
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)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では前述の露光装置によってマスクの
回路パターンをウエハに焼付露光する。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、公知の基板処理方法
によって、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。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が
難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することが
できる。FIG. 6 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer by printing. Step 17
In (development), the exposed wafer is developed. Step 18
In (etching), portions other than the developed resist image are scraped off. In step 19 (resist removal), the unnecessary resist after the etching is removed by a known substrate processing method. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which has been conventionally difficult to manufacture.
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
【0053】露光転写されたウエハは、確実に所望の照
明条件の下で露光されたものを保証することになり、半
導体チップ生産における歩留まりを向上させ、半導体デ
バイス等の製造コストを大幅に低減できる。The exposed and transferred wafer is guaranteed to be exposed under a desired illumination condition, so that the yield in semiconductor chip production can be improved, and the manufacturing cost of semiconductor devices and the like can be greatly reduced. .
【0054】また、多重露光方式による超微細化にも対
応できるという利点がある。Further, there is an advantage that it is possible to cope with ultra-miniaturization by a multiple exposure method.
【図1】第1の実施の形態による露光装置を示す概略図
である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an exposure apparatus according to a first embodiment.
【図2】図1の装置のNA可変絞りを示すもので、
(a)は垂直方向に分解した状態を示す分解斜視図、
(b)は平面図である。FIG. 2 shows the NA variable aperture of the apparatus of FIG. 1;
(A) is an exploded perspective view showing a state disassembled in the vertical direction,
(B) is a plan view.
【図3】NA可変絞りの駆動方法を示すフローチャート
である。FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of driving an NA variable aperture.
【図4】第2の実施の形態によるNA可変絞りを示す平
面図である。FIG. 4 is a plan view showing an NA variable stop according to a second embodiment.
【図5】半導体製造工程を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a semiconductor manufacturing process.
【図6】ウエハプロセスを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a wafer process.
【図7】一従来例によるNA可変絞りを示す平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view showing an NA variable stop according to a conventional example.
1 フレーム 2 鏡筒 3 ウエハステージ 4 レチクルステージ 5 アラメント光学ユニット 6 照明光学ユニット 7 外筒 10、30 NA可変絞り 12 絞り羽根 13 枢軸 14、34 カム円盤 14a、34a カム溝 15 カム軸 16、36 モータ 17、37 遮光板 18、21、38 エンコーダ 19、39 コントローラ 40 スケール 41 フォトインタラプタ Reference Signs List 1 frame 2 lens barrel 3 wafer stage 4 reticle stage 5 alignment optical unit 6 illumination optical unit 7 outer cylinder 10, 30 NA variable aperture 12 aperture blade 13 pivot 14, 34 cam disk 14 a, 34 a cam groove 15 cam axis 16, 36 motor 17, 37 Light shielding plate 18, 21, 38 Encoder 19, 39 Controller 40 Scale 41 Photo interrupter
Claims (6)
絞りを有する投影光学装置であって、前記NA可変絞り
が、複数の絞り羽根とこれらを開閉する開閉駆動部材か
らなる絞り機構部と、前記開閉駆動部材を駆動するモー
タと、前記絞り機構部の変位を直接検出するための変位
検出手段を備えていることを特徴とする投影光学装置。1. A projection optical apparatus having an NA variable stop for controlling a numerical aperture of a lens barrel, wherein the NA variable stop is constituted by a plurality of aperture blades and an opening / closing drive member for opening and closing these blades. And a motor for driving the opening and closing drive member, and a displacement detecting means for directly detecting a displacement of the diaphragm mechanism.
けられていることを特徴とする請求項1記載の投影光学
装置。2. The projection optical apparatus according to claim 1, further comprising an encoder for monitoring rotation of the motor.
位量を検出する検出用のエンコーダを有することを特徴
とする請求項1または2記載の投影光学装置。3. The projection optical device according to claim 1, wherein the displacement detecting means has a detection encoder for detecting a rotational displacement amount of the opening / closing drive member.
位量を検出するためのスケールとフォトインタラプタを
有することを特徴とする請求項1または2記載の投影光
学装置。4. The projection optical device according to claim 1, wherein the displacement detecting means includes a scale and a photo interrupter for detecting a rotational displacement amount of the opening / closing drive member.
影光学装置と、該投影光学装置を介して基板を露光する
ための照明光学系を有する露光装置。5. An exposure apparatus comprising: the projection optical device according to claim 1; and an illumination optical system for exposing a substrate via the projection optical device.
を露光する工程を有するデバイス製造方法。6. A device manufacturing method comprising a step of exposing a wafer by the exposure apparatus according to claim 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000108814A JP2001291659A (en) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | Projection optical device and aligner using the same, and method of manufacturing the device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003028074A1 (en) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Nikon Corporation | Diaphragm device, projection optical system and projection exposure device, and micro-device producing method |
US7126766B2 (en) | 2002-05-24 | 2006-10-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical stop apparatus and exposure apparatus having the same |
-
2000
- 2000-04-11 JP JP2000108814A patent/JP2001291659A/en active Pending
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