JP2001338866A - 露光装置、デバイスの製造方法および露光装置における精度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度測定に要する時間を短縮することによ
り、精度測定に起因するスループットの低下を最小限に
抑える。 【解決手段】 マスク１２以外の位置であって該マスク
１２のパターン面と実質的に共役となる共役位置である
例えば視野絞り３４の位置に計測マークを配置可能とす
ることで、計測マークの配置をマスク１２の交換と無関
係とする。これにより、例えば、精度測定時に、例えば
マスク１２の退避と並行して計測マークを配置するとと
もに、次のマスク１２の配置と並行して計測マークを退
避させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体素
子や液晶表示素子等のデバイスの製造工程で用いられる
露光装置、デバイスの製造方法および露光装置における
精度測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子等のデバイス
の製造工程で用いられる露光装置においては、装置自体
の精度を常に高く維持することが要求されている。この
ため、定期的に装置自体の精度を測定し、精度を許容範
囲に収めるために必要に応じて可動部を制御する指令デ
ータをオフセットする等の処理が従来から行われてい
る。

【０００３】従来は、このような装置自体の精度測定
は、製造用マスクとガラス板からなる精度測定用部材と
を交換し、この精度測定用部材に記されたマークを用い
て行われている。

【０００４】すなわち、精度測定用部材に形成されたマ
ークをウエハに転写して、直交度やステッピング精度等
のステージ精度を測定したり重ね合わせ露光の精度等を
測定したり、あるいは、精度測定用部材に形成されたマ
ークをウエハ位置に配置された空間像センサで検出して
その位置データからディストーションがどのように発生
しているか等を検出したりする。そして、このような検
出結果に基づいて、可動部を制御する指令データをオフ
セットする等の処理を行うのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の露光装置の場合、製造用マスクに代えて精度測定用
部材を配置するようになっているため、これらの交換に
かかる時間がスループットの低下の一因となっていた。
すなわち、精度測定時には、製造用のマスクの退避、精
度測定用のマスクの配置、精度測定、精度測定用のマス
クの退避、次の製造用のマスクの配置という工程が必要
で、しかもこれらの工程は並行して行うことができない
ため、時間がかかり、スループットが低下してしまうの
である。

【０００６】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、精度測定に要する時間を短縮することにより、精
度測定に起因するスループットの低下を最小限に抑える
ことができる露光装置、デバイスの製造方法および露光
装置における精度測定方法の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、以下の構成を採用した。すなわち、実施の形態に対
応づけて説明すると、本発明の請求項１記載の露光装置
は、マスク１２のパターンの像を基板１３上に転写する
ものであって、前記マスク１２以外の位置であって該マ
スク１２のパターン面と実質的に共役となる共役位置に
計測マークＭを配置可能であることを特徴としている。

【０００８】このように、マスク１２以外の位置であっ
て該マスク１２のパターン面と実質的に共役となる共役
位置に計測マークＭを配置可能であるため、計測マーク
Ｍの配置がマスク１２の交換と無関係にできる。よっ
て、精度測定時に、例えばマスク１２の退避と並行して
計測マークＭを配置するとともに、次のマスク１２の配
置と並行して計測マークＭを退避させることができる。

【０００９】本発明の請求項２記載の露光装置は、請求
項１記載のものに関し、前記共役位置は、照明の視野に
設けられる視野絞り３４の配置位置であり、該視野絞り
３４の開口３４ａ内に前記計測マークＭが設けられるこ
とを特徴としている。

【００１０】このように、マスク１２以外の位置であっ
て該マスク１２のパターン面と実質的に共役となる共役
位置として、照明の視野に設けられる視野絞り３４の配
置位置を採用し、視野絞り３４の開口３４ａ内に計測マ
ークＭを設けるため、計測マークＭの配置が比較的簡易
な装置変更で実現できる。

【００１１】本発明の請求項３記載の露光装置は、請求
項１または２記載のものに関し、前記計測マークＭを液
晶素子で表示することを特徴としている。

【００１２】このように、計測マークＭを液晶素子で表
示するため、計測マークＭが記されたガラス板を共役位
置に進入・退避させる場合に比して計測マークＭの配置
が容易となる。しかも、視野絞り３４を同じ液晶素子で
構成することも可能となる。

【００１３】本発明の請求項４記載の露光装置は、請求
項１乃至３のいずれか一項記載のものに関し、前記計測
マークＭは、光学系の光軸上に配置されていることを特
徴としている。

【００１４】このように、計測マークＭを光学系の光軸
上に配置するため、光学系の収差による影響を最小限に
抑えることができる。

【００１５】本発明の請求項５記載の露光装置は、請求
項１乃至４のいずれか一項記載のものに関し、前記マス
ク１２のパターンの像を基板１３上に転写するための光
を照射する照明系１６がオプティカルインテグレータ２
３，２７を有しており、該オプティカルインテグレータ
２３，２７の角度を調整可能なチルト機構５５を具備す
ることを特徴としている。

【００１６】このように、オプティカルインテグレータ
２３，２７の角度を調整可能なチルト機構５５を具備し
ているため、上記した計測マークＭによる精度測定結果
に基づいて、照明系の傾斜成分の補正が必要となったと
きに、このチルト機構５５でオプティカルインテグレー
タ２３，２７の角度を調整し、照明系１６の傾斜成分を
補正することができる。

【００１７】本発明の請求項６記載のデバイスの製造方
法は、デバイスパターンを、請求項１乃至５のいずれか
一項に記載の露光装置を用いて前記基板上に露光する工
程を有することを特徴としている。

【００１８】このように、デバイスパターンを、請求項
１乃至５のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板
上に露光するため、露光精度を高精度に維持した上で、
スループットの低下を最小限に抑えることができる。

【００１９】本発明の請求項７記載の露光装置における
精度測定方法は、マスク１２のパターンの像を基板１３
上に転写する露光装置における精度測定方法であって、
前記マスク１２以外の位置であって該マスク１２のパタ
ーン面と実質的に共役となる共役位置に計測マークＭを
配置し該計測マークＭの像から精度測定を行うことを特
徴としている。

【００２０】このように、マスク１２以外の位置であっ
て該マスク１２のパターン面と実質的に共役となる共役
位置に計測マークＭを配置し該計測マークＭの像から精
度測定を行うため、計測マークＭの配置がマスク１２の
交換と無関係にできる。よって、精度測定時に、例えば
マスク１２の退避と並行して計測マークＭを配置すると
ともに、次のマスク１２の配置と並行して計測マークＭ
を退避させることができる。

【００２１】本発明の請求項８記載の露光装置における
精度測定方法は、請求項７記載の方法に関し、前記共役
位置は、照明の視野に設けられる視野絞り３４の配置位
置であり、該視野絞り３４の開口３４ａ内に前記計測マ
ークＭを設けることを特徴としている。

【００２２】このように、マスク１２以外の位置であっ
て該マスク１２のパターン面と実質的に共役となる共役
位置として、照明の視野に設けられる視野絞り３４の配
置位置を採用し、視野絞り３４の開口３４ａ内に計測マ
ークＭを設けるため、計測マークＭの配置が比較的簡易
な装置変更で実現できる。

【００２３】本発明の請求項９記載の露光装置における
精度測定方法は、請求項７または８記載の方法に関し、
前記計測マークＭを液晶素子で表示することを特徴とし
ている。

【００２４】このように、計測マークＭを液晶素子で表
示するため、計測マークＭが記されたガラス板を共役位
置に進入・退避させる場合に比して計測マークＭの配置
が容易となる。しかも、視野絞り３４を同じ液晶素子で
構成することも可能となる。

【００２５】本発明の請求項１０記載の露光装置におけ
る精度測定方法は、請求項７乃至９のいずれか一項記載
の方法に関し、前記計測マークＭを光学系の光軸上に配
置することを特徴としている。

【００２６】このように、計測マークＭを光学系の光軸
上に配置するため、光学系の収差による影響を最小限に
抑えることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置、デバイ
スの製造方法および露光装置における精度測定方法の第
１の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。

【００２８】図１は、露光装置を示すものであり、ま
ず、この露光装置の全体構成について説明する。

【００２９】この露光装置は、レチクル（マスク）１２
に形成されたパターンの像を、感光剤が塗布されたウエ
ハ（基板）１３上に転写し露光するものであって、具体
的には、レチクル１２とウエハ１３とを同期移動してレ
チクル１２のパターンをウエハ１３上に露光する走査型
の露光装置である。この露光装置は、光源１５、照明光
学系１６、投影光学系１７、レチクルステージ１８およ
びウエハステージ１９から概略構成されている。

【００３０】光源１５は、露光光としてのビームＢを発
するものであり、例えばＫｒＦエキシマレーザ光源等で
構成されている。光源１５から射出されたビームＢは、
照明光学系１６に入射する。

【００３１】照明光学系１６は、図２に示すように、複
数の反射ミラー２０と、光源１５からのビームＢを減光
する減光ユニット２１と、ビームＢを広げるためのビー
ムエキスパンダ２２と、ビームＢを均一化するための第
１フライアイレンズ（オプティカルインテグレータ）２
３が複数、交換配置可能に設けられたフライアイタレッ
ト２４と、ウエハ１３上に生じる干渉縞を防ぐ振動ミラ
ー２６と、ビームＢを均一化するための第２フライアイ
レンズ（オプティカルインテグレータ）２７とを有して
いる。

【００３２】また、照明光学系１６は、σ絞り２８が複
数、交換配置可能に設けられたσ絞りレボルバ２９と、
リレーレンズ３１，３２と、視野絞り３４と、コンデン
サ光学系３５とを有している。

【００３３】そして、第１フライアイレンズ２３および
第２フライアイレンズ２７で照度が均一化され振動ミラ
ー２６で干渉縞の発生が防止されるように処理されたビ
ームＢは、リレーレンズ３１、３２を通った後、コンデ
ンサ光学系３５で集光され、視野絞り３４の開口３４ａ
によって規定されるレチクルＲ上の照明領域を重畳的に
照明する。

【００３４】図１に示すように、レチクルステージ１８
には、レチクルホルダ３９を介してレチクル１２が保持
固定されている。レチクルホルダ３９には、移動鏡４０
が配設されている。そして、レチクルステージ１８の位
置（ひいてはレチクル１２の位置）は、レーザ干渉計４
１から出射されたレーザ光が移動鏡４０で反射され、レ
ーザ干渉計４１に入射し、その反射光と入射光との干渉
に基づいて計測される。計測された位置情報は、駆動用
モータ４２を介してレチクル１２の位置および走査露光
中のレチクル１２の速度制御等に用いられる。

【００３５】投影光学系１７は、レチクル１２の照明領
域に存在するパターンの像をウエハ１３上に結像させ
る。そして、ウエハ１３上に塗布されたレジストが感光
して、ウエハ１３上にパターン像が転写される。

【００３６】ウエハステージ１９は、ウエハホルダ４３
を介してウエハ１３を保持固定するものであって、互い
に直交する方向へ移動自在とされている。このウエハス
テージ１９上には、移動鏡４４が配設されている。そし
て、ウエハステージ１９の位置（ひいてはウエハ１３の
位置）は、レーザ干渉計４５から出射されたレーザ光が
移動鏡４４で反射され、レーザ干渉計４５に入射し、そ
の反射光と入射光との干渉に基づいて計測される。計測
された位置情報は、駆動用モータ４６を介してウエハ１
３の位置および走査露光中のウエハ１３の速度制御等に
用いられる。また、ウエハステージ１９には表面に開口
（例えばスリットパターン）が形成され、後述する計測
マークＭなどの投影像を検出する空間像計測用センサＡ
Ｓが設けられている。

【００３７】したがって、レチクル１２を透過したビー
ムＢは、投影光学系１７を介してウエハ１３に結像す
る。そして、ウエハ１３上の所定の露光領域には、レチ
クル１２の照明領域にあるパターン像が転写される。そ
して、レチクルステージ１８およびウエハステージ１９
の位置を検出しつつ、レチクルステージ１８およびウエ
ハステージ１９によってレチクル１２およびウエハ１３
をビームＢに対して同期移動させる。これにより、レチ
クル１２に形成されたパターンがウエハ１３上の所定の
露光領域に転写される。そして、この動作をウエハ１３
上の複数のショット領域に対して行う。

【００３８】ここで、第１の実施の形態の露光装置にお
いては、製造用マスクであるレチクル１２以外の位置で
あって該レチクル１２のパターン面と実質的に共役とな
る共役位置に、この露光装置の精度測定に用いられる計
測マークＭを配置可能となっている。

【００３９】具体的には、この共役位置として、照明光
学系１６に設けられる視野絞り３４の配置位置が採用さ
れており、該視野絞り３４の開口３４ａ内に計測マーク
Ｍが配置可能となっている。すなわち、図３に示すよう
に、計測マークＭが片面に形成されたガラス板からなる
精度測定用部材５０と、該精度測定用部材５０を、その
計測マークＭを視野絞り３４の開口３４ａ内における上
記共役位置に配置するように視野絞り３４の隣接位置に
進入させる進入状態と、視野絞り３４の開口３４ａから
退避させるように該視野絞り３４の隣接位置から退避さ
せる退避状態との間で進退させる進退機構５１とを有し
ている。

【００４０】そして、計測マークＭは、精度測定用部材
５０が進退機構５１により進入状態とされた状態におい
て、精度測定の内容に応じた位置に配置されるように精
度測定用部材５０の所定位置に形成されている。

【００４１】ここでは、例えば、図４に示すように、進
入状態にある精度測定用部材５０上で照明光学系の光軸
上となる位置に、実際にウエハ１３に投影されることに
より、直交度やステッピング精度等のステージ精度や、
重ね合わせ露光の精度等を測定するために用いられるレ
ジストレーション計測マークＭ（Ｍ１）が形成されてい
る。

【００４２】また、進入状態にある精度測定用部材５０
の視野絞り３４の開口３４ａの周辺部近傍となる位置
に、ウエハステージ１９に配置された空間像計測用セン
サＡＳで検出されることにより、ディストーション等を
測定するために用いられる複数の空間像計測マークＭ
（Ｍ２）が形成されている。そして、本実施形態では計
測マークＭをウエハ上に転写して得られる潜像、又はレ
ジスト像の位置情報を検出する、あるいは空間像計測用
センサＡＳによって計測マークＭの投影像の位置情報を
検出し、この検出結果に基づいて前述した各種精度や投
影光学系１７の結像特性などを求める。

【００４３】以上に述べた第１の実施の形態の露光装置
によれば、レチクル１２以外の位置であって該レチクル
１２のパターン面と実質的に共役となる共役位置に計測
マークＭを配置可能であるため、その精度測定時に、計
測マークＭの配置がレチクル１２の交換と無関係にでき
る。よって、精度測定時に、例えばレチクル１２の退避
と並行して計測マークＭを配置するとともに、次のレチ
クル１２の配置と並行して計測マークＭを退避させるこ
と等ができる。すなわち、例えばレチクル１２の退避に
並行して精度測定用部材５０を視野絞り３４に隣接する
共役位置に配置するとともに、精度測定を行った後に
は、精度測定用部材５０の視野絞り３４に隣接する共役
位置からの退避に並行して、次のレチクル１２を配置す
ること等ができるのである。

【００４４】なお、このとき測定する精度の種類および
各測定した精度に基づく可動部の指令データの補正等の
処理については、レチクル１２の位置に計測マークを配
置していた従来と同様である。例えば、精度測定用部材
５０に形成されたレジストレーション計測マークＭ（Ｍ
１）を実際にウエハ１３に投影露光し現像後のマークを
使用して、直交度やステッピング精度等のステージ精度
や、重ね合わせ露光の精度等をアライメントセンサを使
用して測定し、このような測定データに基づいて、可動
部を制御する指令データをオフセットする等の処理を行
うのである。あるいは、精度測定用部材５０に形成され
た空間像計測マークＭ（Ｍ２）を空間像計測用センサＡ
Ｓで検出してそのＸ，Ｙ座標の位置データ等からコント
ラストを測定し、ディストーション、倍率およびローテ
ーション等を測定して、このような測定データに基づい
て、可動部（投影光学系１７の光学素子を駆動するアク
チュエータを含む）を制御する指令データをオフセット
する等の処理を行うのである。

【００４５】以上により、従来は別々に行っていたレチ
クル１２の退避・進入および精度測定用部材５０の進入
・退避を並行して行うことができるため、精度測定に要
する時間を短縮することができ、精度測定に起因するス
ループットの低下を最小限に抑えることができる。

【００４６】しかも、レチクル１２以外の位置であって
レチクル１２のパターン面と実質的に共役となる共役位
置として、照明光学系内に設けられる視野絞り３４の配
置位置を採用し、視野絞り３４の開口３４ａ内に計測マ
ークＭを設けるため、計測マークＭの配置が比較的簡易
な装置変更で実現できる。

【００４７】ここで、上記のように、計測マークＭは、
精度計測の内容に応じた位置に配置されるように精度測
定用部材５０に形成されることになるが、光学系の光軸
上となる位置に配置された計測マークＭ（Ｍ１）で測定
できる精度については該計測マークＭ（Ｍ１）を用いる
のが、光学系の収差による影響を最小限に抑えることが
できることから好ましい。なお、精度測定用部材５０と
ウエハ１３との間に投影光学系１７以外の光学系（本例
では、照明光学系の一部３２、２０、３５に相当）が配
置されるときは、その光学系の光学特性を予め計測して
おき、この計測結果をも用いて各種精度や投影光学系１
７の結像特性などを求めるようにしてもよい。この場
合、その光学系の影響を除いて各種精度や結像特性を求
めることが可能となり、その測定精度の向上を図ること
ができる。

【００４８】なお、上記精度測定用部材５０および進退
機構５１に代えて、計測マークＭを表示・消滅可能な図
示せぬ液晶素子を位置固定で視野絞り３４に隣接配置す
ることも可能である。このようにして計測マークＭを液
晶素子で表示すれば、上記のように計測マークＭが記さ
れた精度測定用部材５０を共役位置に進入・退避させる
場合に比して計測マークＭの配置が容易となる。しか
も、視野絞り３４を同じ液晶素子で構成することも可能
となる。

【００４９】また、以上においては視野絞り３４の位置
に計測マークＭを配置する場合を例にとり説明したが、
この位置に限らず、レチクル１２以外の位置であって該
レチクル１２のパターン面と実質的に共役となる共役位
置に計測マークＭを配置可能であればよい。例えば、投
影光学系１７内に中間像をつくってそれを再結像するタ
イプのものの場合、この中間像の形成位置がレチクル１
２のパターン面と共役となる共役位置となるため、この
位置に計測マークＭを配置してもよい。

【００５０】そして、上記の露光装置およびその精度測
定方法を用いてデバイスパターンをウエハ１３上に露光
する工程を有するデバイスの製造方法においては、露光
精度を高精度に維持した上で、スループットの低下を最
小限に抑えることができることになる。

【００５１】次に、本発明の露光装置、デバイスの製造
方法および露光装置における精度測定方法の第２の実施
の形態を、上記した第１の実施の形態との相違部分を中
心に以下に説明する。なお、第１の実施の形態と同様の
部分には同一の符号を付しその説明は略す。

【００５２】図５に示す第２の実施の形態において、照
明光学系１６のフライアイタレット２４に設けられた各
第１フライアイレンズ２３と、第２フライアイレンズ２
７とには、図６および図７に示すように、それぞれの角
度を調整可能なチルト機構５５が付設されている。

【００５３】第１フライアイレンズ２３に設けられるチ
ルト機構５５は、第１フライアイレンズ２３の周囲を保
持するケース５６とタレット板５７との間に介在するよ
うに、周方向に複数（具体的には三つ）が等ピッチで配
置されたピエゾ素子５８と、隣り合うピエゾ素子５８の
間に配置されてタレット板５７とケース５６との距離を
検出する複数（具体的には三つ）の非接触センサ５９と
を有している。そして、非接触センサ５９でタレット板
５７に対する第１フライアイレンズ２３の角度を検出し
つつピエゾ素子５８でタレット板５７に対する第１フラ
イアイレンズ２３の角度を所望の角度に調整する。

【００５４】第２フライアイレンズ２７に設けられるチ
ルト機構５５は、第２フライアイレンズ２７の周囲を保
持するケース６１と支持部材６２との間に介在するよう
に、周方向に複数（具体的には三つ）が等ピッチで配置
されたピエゾ素子５８と、隣り合うピエゾ素子５８の間
に配置されて支持部材６２とケース６１との距離を検出
する複数（具体的には三つ）の非接触センサ５９とを有
している。そして、非接触センサ５９で支持部材６２に
対する第２フライアイレンズ２７の角度を検出しつつピ
エゾ素子５８で支持部材６２に対する第２フライアイレ
ンズ２７の角度を所望の角度に調整する。

【００５５】また、第２の実施の形態では、σ絞りレボ
ルバ２９とリレーレンズ３１との間に光束の傾きである
テレセントリシティを補正するためのテレセン補正系６
４が設けられている。

【００５６】そして、第２の実施の形態の露光装置およ
びその精度測定方法によれば、第１の実施の形態と同様
に、精度測定用部材５０を視野絞り３４に隣接する共役
位置に進入させたり、該共役位置に配置した液晶素子で
表示させる等して、レチクル１２以外の位置であって該
レチクル１２のパターン面と実質的に共役となる共役位
置に計測マークＭを配置する。

【００５７】この計測マークＭを照明し、その像をウエ
ハ１３の位置に設けられた空間像計測用センサＡＳでそ
のＺ方向位置を変えながら計測し、結像値をプロットし
て、光束の傾斜成分であるテレセントリシティを計測す
る。そして、このテレセントリシティを補正するよう
に、第１フライアイレンズ２３の角度を調整したり、第
２フライアイレンズ２７の角度を調整したり、あるい
は、第１フライアイレンズ２３の角度および第２フライ
アイレンズ２７の角度を共に調整したりする。

【００５８】ここで、第１フライアイレンズ２３の角度
を調整する場合は、非接触センサ５９でタレット板５６
に対する第１フライアイレンズ２３の角度を検出しつつ
ピエゾ素子５８でタレット板５６に対する第１フライア
イレンズ２３の角度を調整する。同様に、第２フライア
イレンズ２７の角度を調整する場合は、非接触センサ５
９で支持部材６２に対する第２フライアイレンズ２７の
角度を検出しつつピエゾ素子５８で支持部材６２に対す
る第２フライアイレンズ２７の角度を調整する。

【００５９】このようにして、計測マークＭによる精度
測定結果に基づいて、照明系の傾斜成分であるテレセン
トリシティの補正が必要となったときに、チルト機構５
５で第１フライアイレンズ２３あるいは第２フライアイ
レンズ２７の角度を調整し、テレセントリシティを補正
することができる。

【００６０】加えて、例えば、照明光学系１６に設けら
れたすべての絞りに対し、それぞれ、第１フライアイレ
ンズ２３を対応設定し図示せぬメモリに記憶するととも
に最適なテレセントリシティが得られる第１フライアイ
レンズ２３のチルト機構５５の調整後の値および第２フ
ライアイレンズ２７のチルト機構５５の調整後の値を設
定値として図示せぬメモリに記憶しておく。

【００６１】そして、オペレータによって使用する絞り
の選択設定がなされた場合には、図示せぬ制御装置が、
照明光学系１６において設定された絞りをセットすると
ともに、フライアイタレット２４の中から設定された絞
りに応じた第１フライアイレンズ２３をセットする。さ
らに、設定された絞りに応じた第１フライアイレンズ２
３および第２フライアイレンズ２７の各設定値をメモリ
から読み出し、読み出した各設定値で第１フライアイレ
ンズ２３のチルト機構５５および第２フライアイレンズ
２７のチルト機構５５を自動的に調整する。

【００６２】このように構成すれば、複数の絞りのそれ
ぞれに対し、第１フライアイレンズ２３および第２フラ
イアイレンズ２７を常に最適な状態で使用することがで
きる。

【００６３】なお、この第２の実施の形態の露光装置に
おいて、計測マークＭを用いずに、ウエハ１３の位置に
照度センサおよび該照度センサへの照射領域を制限する
ピンホールを設け、このピンホールを移動させることに
よって照明むらを検出し、この照明むらを補正するよう
に、チルト機構５５によって、第１フライアイレンズ２
３の角度を調整したり、第２フライアイレンズ２７の角
度を調整したり、あるいは、第１フライアイレンズ２３
の角度および第２フライアイレンズ２７の角度を共に調
整したりすることも可能である。

【００６４】また、この第２の実施の形態の露光装置に
おいて、レチクル１２のパターン面と同位置に計測マー
クＭを設けて、精度測定を行い、これに基づいて第１フ
ライアイレンズ２３の角度を調整したり、第２フライア
イレンズ２７の角度を調整したり、あるいは、第１フラ
イアイレンズ２３の角度および第２フライアイレンズ２
７の角度を共に調整したりすることも可能である。

【００６５】ところで、上記のような走査型の露光装置
においては、ウエハ１３上での位置に応じて、照明光学
系の瞳面上での露光光の光量分布、即ち第２フライアイ
レンズ２７によって形成される多数の光源像からなる面
光源（２次光源）の大きさや形状などの照明条件を変更
することも可能である。具体的には、レチクルパターン
を転写すべきウエハ１３上のショット領域単位でその照
明条件を変更してもよいし、それに加えて、あるいは単
独で、１つのショット領域の走査露光中にその照明条件
を変更してもよい。このとき、図２又は図５中のσ絞り
レボルバ２９を駆動してσ絞り８の交換を行うようにし
てもよいが、例えばσ絞り２８として液晶素子等の形状
変更可能なものを用いて、走査露光中、または走査方向
が変わる際に照明条件を変更する。また、予め各ショッ
ト領域毎に、それに対応して設定された最適な露光量で
その走査露光が行われるように、走査露光中、または走
査露光前に、レチクル１２及びウエハ１３の走査速度、
露光光の強度、ウエハ１３上での露光光の走査方向に関
する幅、及び光源１５の発振周波数の少なくとも１つを
変更する。

【００６６】例えば、レチクル１２上のパターンが、走
査方向において分割できる場合は、走査露光中にパター
ンが変わる際に照明条件を液晶のσ絞り２８により変更
するとともに、各パターンに対しそれぞれ最適な露光量
で露光を行うことで、線幅の異なるパターンを同一工程
で露光したりできる。

【００６７】あるいは、パターンとパターンとの間が狭
い場合には、一方のパターンのみを＋方向走査で所定の
照明条件で露光し、−方向走査で照明条件を変更して他
方のパターンのみを露光する。そして、これを繰り返す
ことにより線幅の異なるパターンを同一工程で露光した
りできる。

【００６８】なお、上記した第１および第２の実施の形
態の露光装置として、マスクと基板とを静止した状態で
マスクのパターンを露光し、基板を順次ステップ移動さ
せるステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用
することができる。

【００６９】また、第１および第２の実施の形態の露光
装置として、投影光学系を用いることなくマスクと基板
とを密接させてマスクのパターンを露光するプロキシミ
ティ露光装置にも適用することができる。

【００７０】さらに、露光装置の用途としては半導体製
造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型の
ガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶
用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、ＣＣＤ、マイクロマ
シン、及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置
にも広く適当できる。

【００７１】加えて、第１および第２の実施の形態の露
光装置の光源は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎ
ｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエ
キシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎ
ｍ）のみならず、Ｘ線（波長１３．４ｎｍ又は１１．５
ｎｍＥＵＶ光を含む）、または電子線やイオンビームな
どの荷電粒子線を用いることができる。

【００７２】さらに、投影光学系１７の倍率は縮小系の
みならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、投
影光学系１７は屈折系、反射系、及び反射屈折系のいず
れでもよい。

【００７３】また、ウエハステージやレチクルステージ
にリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用い
たエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力
を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ス
テージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、
ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。

【００７４】さらに、ステージの駆動装置として平面モ
−タを用いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのい
ずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子
ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設け
ればよい。

【００７５】加えて、ウエハステージの移動により発生
する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載され
ているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備
えた露光装置においても適用可能である。

【００７６】また、レチクルステージの移動により発生
する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載され
ているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備
えた露光装置においても適用可能である。

【００７７】上記第１および第２の実施の形態の露光装
置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含
む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精
度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造さ
れる。これら各種精度を確保するために、この組み立て
の前後には、各種光学系については光学的精度を達成す
るための調整、各種機械系については機械的精度を達成
するための調整、各種電気系については電気的精度を達
成するための調整が行われる。各種サブシステムから露
光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、
機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続
等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への
組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工
程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露
光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００７８】加えて、半導体デバイスは、図８に示すよ
うに、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０
１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を
製作するステップ２０２、シリコン材料からウエハを製
造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理
ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシン
グ工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２
０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の露光装置によれば、マスク以外の位置であって該
マスクのパターン面と実質的に共役となる共役位置に計
測マークを配置可能であるため、計測マークの配置がマ
スクの交換と無関係にできる。よって、精度測定時に、
例えばマスクの退避と並行して計測マークを配置すると
ともに、次のマスクの配置と並行して計測マークを退避
させることができる。

【００８０】したがって、精度測定に要する時間を短縮
することができ、精度測定に起因するスループットの低
下を最小限に抑えることができる。

【００８１】本発明の請求項２記載の露光装置によれ
ば、マスク以外の位置であって該マスクのパターン面と
実質的に共役となる共役位置として、照明の視野に設け
られる視野絞りの配置位置を採用し、視野絞りの開口内
に計測マークを設けるため、計測マークの配置が比較的
簡易な装置変更で実現できる。

【００８２】本発明の請求項３記載の露光装置によれ
ば、計測マークを液晶素子で表示するため、計測マーク
が記されたガラス板を共役位置に進入・退避させる場合
に比して計測マークの配置が容易となる。しかも、視野
絞りを同じ液晶素子で構成することも可能となる。

【００８３】本発明の請求項４記載の露光装置によれ
ば、計測マークを光学系の光軸上に配置するため、光学
系の収差による影響を最小限に抑えることができる。

【００８４】本発明の請求項５記載の露光装置によれ
ば、オプティカルインテグレータの角度を調整可能なチ
ルト機構を具備しているため、上記した計測マークによ
る精度測定結果に基づいて、照明系の傾斜成分の補正が
必要となったときに、このチルト機構でオプティカルイ
ンテグレータの角度を調整し、照明系の傾斜成分を補正
することができる。

【００８５】本発明の請求項６記載のデバイスの製造方
法によれば、デバイスパターンを、請求項１乃至５のい
ずれか一項に記載の露光装置を用いて基板上に露光する
ため、露光精度を高精度に維持した上で、スループット
の低下を最小限に抑えることができる。

【００８６】本発明の請求項７記載の露光装置における
精度測定方法によれば、マスク以外の位置であって該マ
スクのパターン面と実質的に共役となる共役位置に計測
マークを配置し該計測マークの像から精度測定を行うた
め、計測マークの配置がマスクの交換と無関係にでき
る。よって、精度測定時に、例えばマスクの退避と並行
して計測マークを配置するとともに、次のマスクの配置
と並行して計測マークを退避させることができる。

【００８７】したがって、精度測定に要する時間を短縮
することができ、精度測定に起因するスループットの低
下を最小限に抑えることができる。

【００８８】本発明の請求項８記載の露光装置における
精度測定方法によれば、マスク以外の位置であって該マ
スクのパターン面と実質的に共役となる共役位置とし
て、照明の視野に設けられる視野絞りの配置位置を採用
し、視野絞りの開口内に計測マークを設けるため、計測
マークの配置が比較的簡易な装置変更で実現できる。

【００８９】本発明の請求項９記載の露光装置における
精度測定方法によれば、計測マークを液晶素子で表示す
るため、計測マークが記されたガラス板を共役位置に進
入・退避させる場合に比して計測マークの配置が容易と
なる。しかも、視野絞りを同じ液晶素子で構成すること
も可能となる。

【００９０】本発明の請求項１０記載の露光装置におけ
る精度測定方法によれば、計測マークを光学系の光軸上
に配置するため、光学系の収差による影響を最小限に抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の露光装置を示す
全体構成図である。

【図２】 本発明の第１の実施の形態の露光装置におけ
る照明光学系等を示す斜視図である。

【図３】 本発明の第１の実施の形態の露光装置におけ
る視野絞りおよび精度測定用部材を示す側面図である。

【図４】 本発明の第１の実施の形態の露光装置におけ
る精度測定用部材の計測マークを示す正面図である。

【図５】 本発明の第２の実施の形態の露光装置におけ
る照明光学系等を示す斜視図である。

【図６】 本発明の第２の実施の形態の露光装置におけ
るチルト機構等を示す正面図である。

【図７】 本発明の第２の実施の形態の露光装置におけ
るチルト機構等を示す側断面図である。

【図８】 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフロ
ーチャート図である。

【符号の説明】

１２ レチクル（マスク） １３ ウエハ（基板） ２３ 第１フライアイレンズ（オプティカルインテグレ
ータ） ２７ 第２フライアイレンズ（オプティカルインテグレ
ータ） ３４ 視野絞り ３４ａ 開口 ５５ チルト機構 Ｍ 計測マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA07 AA14 BB01 BB28 CC20 DD00 DD06 FF01 FF61 GG04 HH13 LL00 LL10 LL30 LL59 MM02 PP12 RR02 RR08 UU07 5F046 BA05 CB05 CB13 CB17 CB23 DA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクのパターンの像を基板上に転写す
   る露光装置において、前記マスク以外の位置であって該
   マスクのパターン面と実質的に共役となる共役位置に計
   測マークを配置可能であることを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記共役位置は、照明の視野に設けられ
   る視野絞りの配置位置であり、該視野絞りの開口内に前
   記計測マークが設けられることを特徴とする請求項１記
   載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記計測マークを液晶素子で表示するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記計測マークは、光学系の光軸上に配
   置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   か一項記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記マスクのパターンの像を基板上に転
   写するための光を照射する照明系がオプティカルインテ
   グレータを有しており、該オプティカルインテグレータ
   の角度を調整可能なチルト機構を具備することを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれか一項記載の露光装置。
6. 【請求項６】 デバイスパターンを、請求項１乃至５の
   いずれか一項に記載の露光装置を用いて前記基板上に露
   光する工程を有することを特徴とするデバイスの製造方
   法。
7. 【請求項７】 マスクのパターンの像を基板上に転写す
   る露光装置における精度測定方法であって、前記マスク
   以外の位置であって該マスクのパターン面と実質的に共
   役となる共役位置に計測マークを配置し該計測マークの
   像から精度測定を行うことを特徴とする露光装置におけ
   る精度測定方法。
8. 【請求項８】 前記共役位置は、照明の視野に設けられ
   る視野絞りの配置位置であり、該視野絞りの開口内に前
   記計測マークを設けることを特徴とする請求項７記載の
   露光装置における精度測定方法。
9. 【請求項９】 前記計測マークを液晶素子で表示するこ
   とを特徴とする請求項７または８記載の露光装置におけ
   る精度測定方法。
10. 【請求項１０】 前記計測マークを光学系の光軸上に配
    置することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項
    記載の露光装置における精度測定方法。